[发明专利]一种多层梯度生物膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多层梯度生物膜及其制备方法，通过静电纺丝法制备，再通过干燥、交联、灭菌等工艺过程形成生物膜。该纳米纤维生物膜组成和结构上呈梯度变化，通过明胶与聚己内酯比例的变化构建梯度结构生物膜，实现力学性能、降解行为可调控，赋予该生物膜的上下层具有同步引导软、硬组织再生的功能。该梯度生物膜具有可控的力学性能、降解行为以及良好的生物相容性，且能同时诱导软硬组织再生，在引导组织再生领域具有应用前景。

技术领域

本发明属于纳米纤维膜制备技术领域，尤其涉及一种多层梯度生物膜的及其制备方法。

背景技术

通过使用适当的材料和技术来模拟人体组织的结构和组成是仿生法在生物材料工程和组织工程领域的重要目标之一。静电纺丝法能够简单有效的制备微纳米纤维支架，这种支架具有独特的微观结构和适当的力学性能以及与天然细胞外基质相近的结构，从而能够达到仿生的结构特点，因此静电纺丝成为组织工程应用方面最具有潜力的技术之一。此外，通过静电纺丝法制备的纳米纤维生物膜不仅能够模拟细胞外基质的结构和环境，而且可调节组成成分、纤维直径、孔隙率等。因此，采用静电纺丝法制备纳米纤维膜材料在生物医用材料领域有着广泛的应用前景，已经报道的通过静电纺丝法制备的生物医用材料有生物膜、伤口包敷材料、止血材料、人造血管、药物及基因输送、组织工程支架等。

目前能通过静电纺丝法制备超细纳米纤维的高分子有上百种，其中包括天然的高分子和人工合成高分子，天然高分子如明胶、胶原、丝素蛋白、壳聚糖、透明质酸、纤维蛋白等，人工合成高分子如聚己内酯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚氨酯、聚酰胺、聚乳酸-羟基乙酸共聚物等。

明胶、胶原等天然高分子是常见的纺丝材料，其具有良好的生物相容性，以及具有低抗原性、生物降解性以及体内降解产物无毒副作用等优点。但是明胶、胶原等天然高分子制备的纳米纤维膜具有机械强度低，降解速度过快等缺点，限制了其应用。因此，需要结合力学性能较好的合成高分子来加强并改善明胶、胶原等纳米纤维膜的特性，使其能够应用在医用生物材料领域。而聚己内酯具有良好的生物相容性、良好的力学性能等，已经获得美国食品和药物管理局批准，并广泛应用于生物医学领域。因此，将聚己内酯与明胶、胶原等进行共混静电纺丝，既可以为纳米纤维膜提供良好的力学性能，也可以使纳米纤维膜具有良好的生物相容性，从而改善纳米纤维膜的性能，使其更有利应用于生物医学领域。

另外，目前用于引导组织再生的生物膜可以分为两大类：可吸收性生物膜，主要有胶原膜、壳聚糖膜、聚乳酸膜、聚羟基乙酸膜以及聚乳酸和聚羟基乙酸共聚物膜等，这些膜存在力学性能较差、降解过快、无隔离作用等缺点；不可吸收生物膜，主要有聚四氟乙烯膜，膨体聚四氟乙烯和四氟乙烯六氟丙烯共聚膜、钛膜等，这些膜虽然具有稳定的物理化学性能，以及更好的隔离作用，但是存在易导致组织瓣裂开、膜暴露，二次手术等缺点。现有技术中有可以用于组织诱导的生物医用材料，具有较好的生物降解性，良好的生物相容性，低细胞毒性。但是这些应用于引导组织再生的纳米纤维膜多是单一的引导硬组织或软组织再生膜，而同时兼具诱导软硬组织再生的生物膜鲜有报道。

由于单一的材料和结构难以满足理想的引导组织再生的要求，因此将几种材料结合制备出具有不同成分和结构的生物膜具有很大的研究前景和开发价值。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供一种多层梯度生物膜及其制备方法，一方面通过将明胶、胶原等天然高分子与其它合成高分子进行混纺并采用适当的交联剂进行可控交联来制备具有一定力学强度的纳米纤维膜，以此来解决单一天然高分子力学性能不足和降解速度过快的缺点；另一方面通过添加磷酸钙盐来调节纳米纤维膜的诱导组织再生性能，并使添加磷酸钙盐与未添加磷酸钙盐的纳米纤维膜相结合组成多层纳米纤维膜，既提供了更好的力学性能又可以同步双向诱导软硬组织组织再生。

本发明采用的技术方案如下：