[发明专利]一种高度取向复合纤维膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高度取向复合纤维膜及其制备方法与应用，将高分子聚合物和含锶硫酸钙分散在有机溶剂中得到复合溶液，将复合溶液进行湿法纺丝，洗涤、干燥，得到高度取向复合纤维膜。本发明所制备的复合含锶硫酸钙的高取向复合纤维膜具有较高的取向度，纤维膜有序参数达到0.9以上，力学性能好；同时，具有无机和有机成分，模拟天然骨的成分和结构，有效提高支架生物相容性及骨传导性；并可有效减缓含锶硫酸钙的降解速率，实现对锶离子长期缓释，在组织工程中的骨缺损修复方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于组织工程领域，特别涉及一种高度取向复合纤维膜及其制备方法与应用。

背景技术

由肿瘤、炎症及各类创伤而导致的骨组织坏死、病变、缺损及骨折是临床多发病症，这些疾病给患者带来极大的痛苦和不便，有些还威胁到患者的生命安全。目前治疗骨缺损的方法有：自体骨移植和仿生型骨修复材料。自体骨移植是临床骨修复的“金标准”，但由于供体受限很难满足需求，故研发优异的仿生型骨替代材料具有重大意义。磷酸钙类陶瓷是骨修复材料中相当重要的一类。其中研究最多的为羟基磷灰石(HA)、磷酸三钙(TCP)陶瓷和含锶硫酸钙(SrCSH)。它们在组成、结构上类似天然骨，具有极好的生物相容性、骨传导性和与骨结合的能力。

研究表明，在新骨形成的过程中锶离子会保持一个较高的浓度以促进新骨的生成，当新骨形成之后，锶离子在细胞液中和骨骼中保持一定的浓度以维持骨的正常功能(K.L.Lin,Biomaterials.2013,34:10028-10042)。因此，在半水硫酸钙中加入一定的锶以保持局部锶离子浓度可对骨的修复起到促进作用。但是，目前含锶半水硫酸钙在临床应用过程中通常会出现硫酸钙降解过快，导致锶离子随之也释放过快，不能与新骨形成速率相匹配的问题。

研究表明，有序化纤维支架具有和ECM类似的结构，能为细胞提供适宜的环境，影响细胞的增殖、分化、排列和迁移，对细胞的定向生长和人体组织的修复有一定的引导作用(Chew S Y,Ruifa M A H,Leong K W.Bio-materials,2008,29(6):653-661)。与无序支架相比，有序支架能显著诱导细胞排列方向和细胞生长(Choi et al.,Biomaterials.2008；29:2899-2906)。因此，通过控制组织修复过程中细胞的取向可以模拟细胞的自然环境，以达到修复人体组织的目的。因此，如何获得取向纤维在骨缺损修复领域成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高度取向复合纤维膜的制备方法。本发明利用湿法纺丝技术，快速有效地制备出复合含锶硫酸钙的高度取向复合纤维膜，纤维的取向度高，力学性能好，有机无机复合的高取向复合纤维膜高度模拟了细胞外基质结构。为了延缓含锶硫酸钙的降解速率，本发明把含锶硫酸钙和高分子聚合物复合，制备出无机有机复合取向复合纤维膜。将含锶硫酸钙复合到聚合物中一方面可以有效减缓硫酸钙的降解速率，另一方面实现对锶离子长期缓释，提高锶离子的效用。

本发明的另一目的在于提供通过所述的制备方法制得的高度取向复合纤维膜。

本发明的又一目的在提供所述的高度取向复合纤维膜的应用。本发明所制备的复合含锶硫酸钙的取向复合纤维膜高度模拟细胞外基质结构，同时具有无机和有机成分，有较高取向度和较好的力学性能，在结构和成分上与人体骨组织相类似；同时将含锶硫酸钙复合到聚合物中一方面可以有效减缓含锶硫酸钙的降解速率，另一方面实现对锶离子长期缓释，提高锶离子的功效。本发明制得复合含锶硫酸钙的取向复合纤维膜在组织工程中的骨缺损修复方面具有广泛的应用前景。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种高度取向复合纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将高分子聚合物和含锶硫酸钙分散在有机溶剂中，搅拌至完全溶解，制得复合溶液；

(2)将步骤(1)中得到的复合溶液进行湿法纺丝，得到取向复合纤维膜；