一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法。所述方法包括：将向PLGA溶液中加入CaCO3，然后静电纺丝制备得到复合PLGA电纺纤维膜；或将常规的PLGA电纺纤维膜在40～50℃条件下加热处理，然后冷却至常温即得热处理PLGA电纺纤维膜。本发明专利技术通过复合CaCO3和PLGA制备得到复合PLGA电纺纤维膜，或者将常规的PLGA电纺纤维膜进行热处理得到热处理PLGA电纺纤维膜，在维持原有形貌的前提下，提高了PLGA电纺纤维膜的空间稳定性，降低了其降解率，还进一步提高了由其制备的纤维支架的生物活性，本发明专利技术所述方法制备的PLGA电纺纤维膜因具有较好的稳定性和生物活性，在组织工程长期修复过程中具有极大的应用价值。此外，本发明专利技术所述方法简单，无需大型设备即可完成。

A method to improve the stability and biological activity of PLGA electrospun fiber membrane

The invention provides a method for improving the stability and biological activity of PLGA electrospun fiber membrane. The method comprises adding CaCO3 into the PLGA solution and electrospinning to prepare the composite PLGA electrospun fiber membrane, or heating the conventional PLGA electrospun fiber membrane at 40-50 C and cooling it to normal temperature to obtain the heat treated PLGA electrospun fiber membrane. The composite PLGA electrospun fiber membrane is prepared by composite CaCO3 and PLGA, or the conventional PLGA electrospun fiber membrane is heat treated to obtain the heat treated PLGA electrospun fiber membrane. On the premise of maintaining the original morphology, the space stability of the PLGA electrospun fiber membrane is improved, the degradation rate is reduced, and the degradation rate is further improved by the conventional PLGA electrospun fiber membrane. The prepared fiber scaffold has biological activity, and the PLGA electrospun fiber membrane prepared by the method has great application value in the long-term repair process of tissue engineering because of its good stability and biological activity. Besides, the method of the invention is simple and can be completed without large equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法
本专利技术属于高分子材料领域和组织工程领域，更具体地，涉及一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法。
技术介绍
目前治疗组织缺损的传统方法包括自体移植和异体移植。自体移植过程中，其供体数量常常有限，而异体移植又会引发免疫排斥、二次创伤及感染，这些都限制了它们在临床上的应用。为了克服临床上的这些难题，通过设计组织工程支架，并在支架上种植于干细胞，提供了一种非常有前景组织修复的方法，在整个组织修复的过程中对材料的空间稳定性和生物活性有着非常重要的要求。一方面，组织工程支架必须满足其在体内植入期间的稳定性，以及在手术后能够为组织再生和支架降解提供足够的空间稳定性支持；另一方面，组织工程支架必须为干细胞的增殖与分化提供良好的生物活性支撑。在组织修复中，电纺纳米纤维支架满足组织工程支架应用的众多要求，但是它们经常缺乏必要的空间稳定性。PLGA是FDA认证的生物相容性良好的可降解性材料，但是其纤维支架在组织工程应用中稳定性较差，难以满足在长时间组织修复中对支架稳定性的需求。例如，PLGA电纺丝支架当在细胞培养基中37℃浸泡24h后，其皱缩体积比甚至低于20%。有研究者证明静电纺丝支架的尺寸收缩和变形是不利于细胞渗入支架结构内部，还会限制细胞在支架材料上初始的粘附和进一步增殖。另外，适当的延缓PLGA的降解速率，在长期的组织修复过程中对于维持支架的稳定性也是极其重要的。由于PLGA较快的生物降解速率，限制了它在组织工程中的应用。因此，在不改变电纺纤维总体形貌、孔隙率的情况下，提供一种维持静电纺丝支架的结构稳定性的方法具有极大的应用前景。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的上述不足，提供了一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法。本专利技术通过复合CaCO3或者进行热处理方法，在基本不改变纤维形貌和直径的情况下，不仅降低了纤维膜的空间皱缩及降解率，维持了其空间稳定性，还提高了干细胞在纤维支架上的增殖与分化。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下方案：一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法，所述方法包括：向PLGA溶液中加入CaCO3，然后静电纺丝制备得到复合PLGA电纺纤维膜；或将常规的PLGA电纺纤维膜在40～50℃条件下加热处理，然后冷却至常温即得热处理PLGA电纺纤维膜。专利技术人经过多次的实验发现在单一的PLGA纤维膜中引入适量的CaCO3，不仅能够增强机械性能，提高PLGA纤维膜在组织修复中的稳定性，还可以调控PLGA的降解行为，中和聚合物降解中产生的酸，对于长期的组织修复有重要的应用价值。优选地，CaCO3与PLGA的质量比为1～50︰100。当CaCO3与PLGA的质量比超过50%时，制备的复合PLGA的整体形貌会发生较大的变化，不利于制成组织修复支架。更优选地，CaCO3与PLGA的质量比为5～20︰100。当CaCO3与PLGA的质量比超过20%时，纤维直径变大。当CaCO3与PLGA的质量比为5～20︰100，纤维直径无明显变化。更优选地，CaCO3与PLGA的质量比为10︰100。优选地，PLGA溶液的溶剂为氯仿、二氯甲烷、丙酮或六氟异丙醇；CaCO3在加入前先分散于N,N-二甲基甲酰胺或六氟异丙醇。优选地，所述CaCO3为微球状的CaCO3。本专利技术所选用的CaCO3为直径不大于1μm的球状CaCO3，此种微球状的CaCO3可以良好的分散在纤维丝的内部，起到骨架支撑的作用，可提高整个纤维膜的空间稳定性，而不影响纤维丝原有的形貌。优选地，CaCO3复合PLGA的过程为：将PLGA溶于二氯甲烷，CaCO3超声分散在N,N-二甲基甲酰胺中，然后将CaCO3分散液与PLGA溶液混合，使得PLGA的终浓度为20%，并控制CaCO3与PLGA的质量比为5～20：100。优选地，静电纺丝制备复合PLGA电纺纤维膜的参数为：恒压14Kv，针头到接收平台的距离为20cm，推进速度为0.6mL/h。此外，通过热处理来调节PLGA的稳定性，当加热温度接近PLGA的玻璃化转变温度（Tg~50℃）后，纤维膜中的单根纤维会发生轻微弯曲，在基本保持纤维膜的原有形貌及特性的条件下，提高纤维支架的稳定性。优选地，常规的PLGA电纺纤维膜的制备过程为将PLGA溶于体积比为3︰1的丙酮和N,N二甲基甲酰胺混合溶液中，并保证PLGA的质量浓度为24%，将混合液搅拌过夜；再进行静电纺丝，静电纺丝的参数为恒压电源为14Kv，针头为21#（0.22mm），针头到接收平台的距离为20cm，微量注射泵推进速度为1mL/h。优选地，所述PLGA电纺纤维膜加热处理的温度为45～55℃；更优选地，PLGA电纺纤维膜加热处理的温度为50℃。优选地，所述PLGA电纺纤维膜加热处理的时间为2～12h；更优选地，加热处理时间为2～4h。优选地，所述PLGA电纺纤维膜加热处理为固定热处理或悬浮热处理。所述固定热处理为PLGA电纺纤维膜贴附在铝箔上进行加热；所述悬浮热处理为PLGA脱离铝箔进行加热。更优选地，所述PLGA电纺纤维膜加热处理为固定热处理。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过复合CaCO3和PLGA制备得到复合PLGA电纺纤维膜，或者将常规的PLGA电纺纤维膜进行热处理得到热处理PLGA电纺纤维膜，在维持原有形貌的前提下，提高了PLGA电纺纤维膜的空间稳定性，降低了其降解率，还进一步提高了由其制备的纤维支架的生物活性，本专利技术所述方法制备的PLGA电纺纤维膜因具有较好的稳定性和生物活性，在组织工程长期修复过程中具有极大的应用价值。此外，本专利技术所述方法简单，无需大型设备即可完成。附图说明图1制备的常规PLGA电纺纤维膜的SEM图及直径分布图。图2固热处理PLGA纤维膜和悬热处理PLGA纤维膜的SEM图和直径分布图。图3复合PLGA纤维膜的SEM图和直径分布图。图4常规PLGA纤维膜经37度PBS浸泡后的SEM图、皱缩体积比及纤维直径分布图。图5固热处理PLGA纤维膜和悬热处理PLGA纤维膜经75%酒精浸泡后SEM图、皱缩体积比及纤维直径分布图。图6复合PLGA纤维膜经75%酒精浸泡后SEM图、皱缩体积比及纤维直径分布图。图7常规PLGA、固热处理PLGA和复合PLGA电纺纤维膜降解28d后的SEM图。图8细胞在常规PLGA和固热处理PLGA纤维膜上的增殖结果。图9固热处理PLGA纤维膜茜素红染色的光镜照片和宏观拍摄图。具体实施方式下面结合说明书附图及具体实施例对本专利技术作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。实施例11.制备常规的PLGA电纺纤维膜：取0.6gPLGA（0.58dl/g，50/50）于纺丝瓶中，之后加入2.5mL的丙酮与N,N二甲基甲酰胺（DMF）的体积比为3：1的混合溶液，使PLGA的质量浓度为24%，磁力搅拌过夜，使其完全溶解。取纺丝溶液于量程为2.5mL的注射器中，装载到微量注射泵中，选用21#（直径0.22mm）针头，恒压直流电源调至14Kv，针头到接收平台的距离为20cm，接收平台的大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法，其特征在于，具体过程包括：向PLGA溶液中加入CaCO3，然后静电纺丝制备得到复合PLGA电纺纤维膜；或将常规的PLGA电纺纤维膜在40～50℃条件下加热处理，然后冷却至常温即得热处理PLGA电纺纤维膜。

【技术特征摘要】
1.一种提高PLGA电纺纤维膜稳定性及生物活性的方法，其特征在于，具体过程包括：向PLGA溶液中加入CaCO3，然后静电纺丝制备得到复合PLGA电纺纤维膜；或将常规的PLGA电纺纤维膜在40～50℃条件下加热处理，然后冷却至常温即得热处理PLGA电纺纤维膜。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，PLGA溶液的溶剂为氯仿、二氯甲烷、丙酮或六氟异丙醇；CaCO3在加入前先分散于N,N-二甲基甲酰胺或六氟异丙醇。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，CaCO3与PLGA的质量比为1～50︰100。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，CaCO3与PLGA的质量比为5～20︰100。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述CaCO3为微球状的CaCO3。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李燕，轩留洋，史明，张伊玲，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44