本发明专利技术采用聚己内脂、明胶以及磷酸二正硅酸钙生物陶瓷为原料，利用混合静电纺丝技术制备了一种用于伤口愈合的复合纳米纤维膜。所述复合纳米纤维膜能够显著缩短软组织慢性伤口尤其是糖尿病创伤的愈合时间，促进创伤区域的血管新生、表皮再生和胶原形成，并且减少慢性伤口处炎症反应，对软组织创伤修复具有很好的应用前景。
Nanofiber membrane for wound healing and preparation method and application thereof
A composite nanofibrous membrane for wound healing was prepared by using polyhexane, gelatin and calcium silicate phosphate bioceramics with two calcium phosphate as raw materials. The composite nanofibrous membrane can significantly shorten the healing time of chronic soft tissue wounds, especially diabetic trauma, promote angiogenesis, epidermal regeneration and collagen formation in the trauma area, and reduce the inflammatory reaction in the chronic wound. It has a good application prospect for the repair of soft tissue trauma.
【技术实现步骤摘要】
一种用于伤口愈合的纳米纤维膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种用于软组织伤口愈合的纳米纤维膜及其制备方法和用途，具体涉及一种新型的含有生物活性陶瓷磷酸二正硅酸钙颗粒(NAGEL)的静电纺丝材料及其制备方法和用途，属于生物材料
技术介绍
近年来，伴随着全球生活质量的提高，肥胖、糖尿病、营养失调等慢性疾病的发病率也逐年升高，其并发症诸如压力性溃疡、下肢静脉性溃疡以及糖尿病溃疡等慢性伤口的发生率也明显上升[TurnerNJ,etal,Advancesinwoundcare,2015]。据估计，全球约有4亿人面临不同因素引起的伤口问题[HardingK,etal.,Internationalwoundjournal,2011]。仅在美国，就约有640万人受慢性伤口的困扰，相应的医疗支出费用高达250亿美元[NavesCCLM.Advancesinwoundcare,2016]。糖尿病是一种全身性的代谢性疾病，在这些患者中大约有15％的人会发展成为糖尿病足，它是一种糖尿病最常见的并发症。而且会有6％的人需要接受终身治疗。糖尿病足是全世界花费最高的一种慢性疾病，患者截肢率也很高。伤口根据其愈合的病理学过程和愈合时间不同可分为急性伤口和慢性伤口。急性伤口被定义为可以在两到三个月内自行修复的伤口，比如手术切口、II度烧伤烫伤伤口、浅层皮外伤、皮肤急性放射性I度损伤，II度压疮等均为急性伤口。急性伤口的愈合遵循有序的病理学过程，一般包括炎症反应期、肉芽增生期和组织重塑期三个阶段[RamasastrySS.Clinicsinplasticsurgery,2005]。在伤口形成初期，伤口处会迅速形成血栓防止血液流失，快速合成临时细胞外基质(ECM)并形成结痂，为伤口处细胞的生长和迁移提供良好的环境和支架；同时血小板会招募中性粒细胞和巨噬细胞到伤口处，吞噬伤口表面的微生物和基质碎片，防止感染，这个过程称为炎症阶段，炎症阶段大概持续一周左右，之后进入伤口愈合阶段。在愈合过程中，伤口处发生再上皮化，并生成新生血管为伤口修复提供营养供给，成纤维细胞发生迁移，并发生胶原沉积，直至伤口完全愈合[NunanR,etal.,DiseaseModelsandMechanisms,2014]。慢性伤口被定义为超过三个月机体无法修复的伤口。慢性伤口一般分为静脉性溃疡、动脉性溃疡、创伤性溃疡、压力性溃疡、糖尿病溃疡这五大类。糖尿病伤口作为一种典型的慢性伤口，其难以愈合的原因主要包括以下几点：(1)高血糖使白细胞吞噬细菌的能力减弱，使伤口处更易受细菌感染，炎症反应期延长；(2)外围神经病变和局部缺血使血管容易发生病变并且新生血管不足，使局部组织的修复能力减弱；(3)血管新生不足进一步导致伤口处的细胞生长、迁移受到破坏，表皮新生减少；(4)伤口处的炎症因子过量表达引起伤口处的基质金属蛋白酶表达升高，导致伤口处的细胞质基质过度破坏，胶原合成减少[Rask-MadsenC,etal.,Cellmetabolism,2013]。糖尿病伤口的局部组织长期处于缺血，感染的状态，后期极易发展为坏疽，最终导致截肢甚至危及生命[JeffcoateWJ,etal.,Thelancet,2003]。临床流行病学研究结果显示由糖尿病溃疡引发下肢截肢的风险高达80％以上，而且糖尿病溃疡即使治愈也极易复发[ReiberGE,etal.,DiabetesinAmerica,1995]。因此，对于糖尿病伤口的控制和治疗有重大的临床意义。目前临床上控制并治疗糖尿病足的方法包括：减压疗法、手术清创、控制血糖、抗生素、促进血管新生药物或者生长因子[JeffcoateWJ,etal.,Thelancet,2003]。对于糖尿病伤口的治疗，除了控制患者血糖之外，防止伤口处感染并且促进血管新生是促进伤口愈合的重要因素。伤口敷料在伤口愈合方面的应用越来越广泛。理想的伤口敷料应具有预防感染，为创面提供湿润环境，吸收渗液，促进伤口愈合，良好的组织可吸收性和组织相容性，安全无毒无过敏原，透气并且容易制备，价格便宜等特点[AminN,etal.,Worldjournalofdiabetes,2016]。传统敷料如纱布虽然具有透气、吸收渗液的作用，但会导致伤口与敷料发生粘连，对患者造成二次伤害。若皮肤产生直径大于4cm的伤口，机体便不能自我修复，此时需要考虑自体移植和异体移植的治疗[MacNeilS.Materialstoday,2008]。目前，自体断层皮移植是临床上针对皮肤创伤公认的标准疗法，但对于大面积皮肤受损的患者，一方面患者需面临身体多处受伤，另一方面也面临供区皮肤不足的问题[S,etal.,Burns,2010]。异体皮肤移植也存在发生免疫排异反应以及感染病原微生物等风险。并且对于慢性伤口，往往选择比较保守的治疗手段，要保持伤口的湿润并且预防感染，保护并引导伤口处进行正常的修复过程。因此，开发一种理想的可以促进慢性伤口愈合的伤口敷料具有很大的临床价值和应用前景。皮肤组织工程的发展为这一需要提供了新的思路。理想的皮肤组织敷料应具有可为皮肤损伤处细胞提供有利于其增殖和迁移的微环境，为细胞生长提供支架，促进伤口处成血管化，以及良好的生物可降解性，临床易操作性和价格合理等生物学特点[MetcalfeAD,etal.,Biomaterials,2007；ZahediP,etal.,PolymersforAdvancedTechnologies,2010]。在结构上应具有三维支架结构和高孔隙率，为皮肤损伤处细胞生长提供支撑作用，引导皮肤组织再生。近年来，静电纺丝技术的发展，为皮肤创伤修复提供了一个很好的选择。利用静电纺丝技术合成的生物支架，可以高度的模拟人体的细胞质基质结构，为细胞的粘附，生长，迁移提供了3D的支架。并且这一优势很多研究已经在动物体内证明。除了静电纺丝本身有利于伤口修复的优势以外，它作为细胞，药物或者生长因子载体，也被广泛的应用。细胞，药物或者生长因子这些添加物质可以作为伤口修复过程中其主要作用的活性成分。目前这一治疗方案提高了一定的治疗效果，但是它们也存在很多的缺点，药物的副作用，异体细胞很容易引起机体的排异反应，生长因子本身来源少，而且添加量控制不好可能引起肿瘤的发生。细胞和生长因子来源少，制备过程繁琐，保存条件要求高，这些因素制约了它们临床方面的发展。所以人们现在探索利用生物大分子自身刺激伤口处的细胞生长，迁移，并且刺激血管新生等。目前，使用明胶静电纺丝工艺来制备纳米纤维成为研究创口包覆材料和止血敷料的热点。卢伟鹏等(《明胶科学与技术》，2013年第33卷第1期)报道了：利用明胶与聚己内酯静电纺丝制备纳米纤维。通过细胞培养实验，显示纤维能够促进细胞的粘附与增殖。将复合纤维与医用纱布作用在受伤白鼠的创面，证明明胶纤维具有更快的伤口愈合能力。朱锐钿等(《材料导报》，2008年第22卷第5期)报道了：以聚己内脂和明胶在三氟乙醇中共混后，静电纺丝得到纳米敷料，可用于伤口愈合等组织工程领域。生物活性陶瓷作为一种生物活性材料，可以释放出各种离子到细胞环境中刺激细胞分泌各种生长因子，调节细胞的生长和行为，预示着其可以用于生物组织工程的应用中。传统的研究中，生物陶瓷材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于软组织伤口愈合的复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，通过对聚己内脂、明胶、磷酸二正硅酸钙组成的混合溶液进行电纺，来制备所述用于软组织伤口愈合的复合纳米纤维膜。
【技术特征摘要】
1.一种用于软组织伤口愈合的复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，通过对聚己内脂、明胶、磷酸二正硅酸钙组成的混合溶液进行电纺，来制备所述用于软组织伤口愈合的复合纳米纤维膜。2.如权利要求1所述的用于软组织伤口愈合的复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将聚己内脂、明胶、磷酸二正硅酸钙溶于HFIP中，搅拌得到混合溶液；(2)将所述混合溶液进行电纺，收集得到纤维膜；(3)将所述纤维膜浸泡在戊二醛/乙醇溶液中进行固定，得到所述用于软组织伤口愈合的复合纳米纤维膜。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚己内脂、明胶、磷酸二正硅酸钙颗粒的质量比为10-50：10-50：10-50。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电纺的条件为：电压为8-12Kv，流速为0.01-0.04ml/min，间距为8-15cm，沉积时间为80-200min。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述软...
【专利技术属性】
技术研发人员：易正芳，吕方，吴成铁，刘明耀，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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