[发明专利]一次成型的凝胶纤维复合支架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种一次成型的凝胶纤维复合支架材料及其制备方法与应用。该复合支架材料的制备方法包括通过高压静电方法制备电纺丝薄膜；然后浸泡于相分离溶液中制得。采用本发明方法可快速制备凝胶纤维复合材料。本发明中所述复合支架材料是一种仿细胞外基质复合材料，还可添加多种天然生物材料进行改造，使之成分上更接近细胞外基质。

技术领域

本发明涉及一种一次成型的凝胶纤维复合支架材料及其制备方法与应用。

背景技术

细胞外基质是分布于细胞外空间，细胞分泌的由蛋白质和多糖构成的高度水合性纤维网络凝胶结构。细胞外基质的结构和成分比例在不同组织中略有差别，但是基本组成相似。细胞外基质基本由胶原/弹性蛋白构成纤维网络，其他非胶原糖蛋白、氨基聚糖和蛋白聚糖形成凝胶样基质并且为周围细胞提供附着位点。细胞外基质不仅参与组织结构的维持，而且对于细胞的存活形态、功能、代谢、增值、分化、迁移等基本生命活动产生影响。

细胞外基质对于细胞各项病理生理活动产生重要影响早已引起生物学领域的重视，也产生了许多细胞外基质材料产品。但是多数产品制备工艺较繁琐，产品价格较高，不能进行广泛基础研究应用。

发明内容

本发明的目的在于克服采用现有技术制备较繁琐产品价格高产量较低等缺点，提供一种一次成型的凝胶纤维复合支架材料及其制备方法与应用，以期在不同生物学基础研究进行应用。

本发明研究发现，采用现有技术制备的放细胞外基质材料中，制备工艺比较复杂，制备成分较单一，不能一次成型形成凝胶纤维复合材料。常见材料通常只考虑纤维结构或单一组分，而天然细胞外基质产品成本较高，产量少，基础应用较少。高压静电纺丝技术是一种工艺成熟的产生微纳米级纤维材料的常用方法。一型胶原蛋白和明胶是常用的用于细胞培养基底预处理的材料，两者均有促进细胞粘附铺展的功能。

基于以上发现，本发明提供了一种成本较低一次成型的凝胶纤维复合支架材料，该材料是基于高压静电纺丝技术和相分离技术制备而成。

本发明技术方案如下：

一次成型的凝胶纤维复合支架材料，其制备方法包括：通过高压静电方法制备电纺丝薄膜；然后浸泡于相分离溶液中制成所述一次成型的凝胶纤维复合支架材料。

电纺丝薄膜通过相分离溶液的作用，发生相分离形成纤维化凝胶网络结构。

所述制备电纺丝薄膜的原料包括聚己内酯、明胶、I型胶原蛋白；其中优选地，聚己内酯、明胶、I型胶原蛋白的质量比为10-20:10-20:5-10；进一步优选为10:10:5。

制备电纺溶液的溶剂优选为三氟乙醇。

制备电纺丝薄膜的条件包括：电压15-20kv，电纺距离10-20cm，电纺时间10-60min。

电纺针头型号可用12G型。

所述相分离溶液为水溶性碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液，优选地，其中水溶性碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔浓度分别为0.05-0.1M；进一步优选均为0.05M。

或者所述相分离溶液为上述水溶性碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液与透明质酸钠水溶液的混合溶液。

具体地，上述一次成型的凝胶纤维复合支架材料，其制备方法包括：

1)电纺溶液配制：将聚己内酯、明胶、I型胶原蛋白分别溶于三氟乙醇中，磁力搅拌3-6小时，制成质量分数10-20％聚己内酯溶液、10-20％明胶溶液、5-10％的I型胶原蛋白溶液；

2)高压静电纺丝：以步骤1)制备的聚己内酯溶液、明胶溶液和I型胶原蛋白溶液为原料，进行高压静电纺丝，制得电纺丝薄膜；