一种三维多孔纤维支架、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种三维多孔纤维支架、制备方法及应用。将聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸脂）溶解在氯仿和丙酮的混合液中，聚合物浓度为6wt%～12wt%，制得纺丝原液，采用静电纺丝工艺在锡纸上收集得到纤维膜，再用玻璃棒卷取纤维膜，经烘干、乙醇冲洗后从玻璃棒上取下，得到一种三维可扩张的多孔纤维支架。本发明专利技术制备得到多孔支架，具有良好的生物降解性、生物相容性和弹性性能，将其作为球囊，在手术治疗由骨质疏松引起的椎体压缩骨折时，能有效解决骨水泥渗漏和磷酸钙骨水泥在100%湿度下容易溃散的问题，对于减少经皮椎体后凸成形术的风险和磷酸钙骨水泥的推广应用有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种三维多孔纤维支架、制备方法及应用。将聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸脂）溶解在氯仿和丙酮的混合液中，聚合物浓度为6wt%～12wt%，制得纺丝原液，采用静电纺丝工艺在锡纸上收集得到纤维膜，再用玻璃棒卷取纤维膜，经烘干、乙醇冲洗后从玻璃棒上取下，得到一种三维可扩张的多孔纤维支架。本专利技术制备得到多孔支架，具有良好的生物降解性、生物相容性和弹性性能，将其作为球囊，在手术治疗由骨质疏松引起的椎体压缩骨折时，能有效解决骨水泥渗漏和磷酸钙骨水泥在100%湿度下容易溃散的问题，对于减少经皮椎体后凸成形术的风险和磷酸钙骨水泥的推广应用有重要意义。【专利说明】一种三维多孔纤维支架、制备方法及应用
本专利技术涉及一种医用材料及其制备方法，特别涉及一种具有高弹性能的三维多孔纤维支架、制备方法及其应用，属于功能纤维材料
。
技术介绍
随着社会人口结构趋于老龄化，骨质疏松引起的脊椎压缩性骨折(vertebralcompress1n fracture, VCF)已成为老年人的常见致病和致死的原因。目前，治疗骨质疏松引起的椎体压缩骨折的主要手段是经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty,PVP)和经皮球囊扩张椎体后凸成形术(percutaneous balloon kyphoplasty,PKP)0和PVP相比，PKP除了增加椎体的强度，稳定椎体之外还要恢复椎体的一定高度。因此，PKP在临床上得到了广泛的开展和普遍的应用。但是在临床使用中，骨水泥漏出极大地增加了 PKP手术的风险。 目前，在PKP手术中广泛被使用的骨水泥是聚甲基丙烯酸甲酯(ΡΜΜΑ)。尽管到目前为止PMMA —直是临床上使用的骨水泥，但是它在固化过程中产生大量热，PMMA潜在的单体毒性，固化后强度过高而损害周围正常骨组织以及缺少生物活性这些缺点迫切需要有一个新的材料能够取代它。当前，磷酸I丐骨水泥(calcium phosphate cement, CPC)因为其具有与骨类似的成份而受到了大量的关注。研究结果表明，CPC具有优异的生物相容性，自固化性能，骨传导及诱导性能，这些性能使得CPC有望能取代PMMA成为新一代的骨水泥。尽管CPC已经在非承重的骨修复上面取得了非常有效的成就。但是针对PKP手术中需要的骨水泥材料，CPC仍然存在两个严重的缺陷:第一:在100%湿度条件下，固化反应比较慢，初期容易溃散；第二 =CPC初期强度比较低。因此，解决骨水泥漏出及CPC目前存在的在100%湿度条件下，初期固化反应比较慢容易引起骨水泥坍塌的问题，对于采用PKP手术治疗由骨质疏松引起的椎体压缩骨折具有非常重要的意义。因此，针对骨水泥渗漏及CPC初期容易溃散的问题，需要一种可降解的与PKP手术中所使用的“球囊”作用相似的支架。 聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是一类由微生物在碳源过剩和某种营养物质如氮或者磷等元素缺乏的条件下合成的作为能量和碳源储存性物质的总称。由于PHAs具有不同的单体结构，因此种类较多，包括聚-3-羟基丁酸酯(PHB )、聚3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚物(PHBV)、聚3-羟基丁酸和4-羟基丁酸共聚物(P3HB4HB)、聚3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物(PHBHHx)等。因为其多样性和良好的可降解性及生物相容性，PHAs作为医用材料在缝线、绷带、心血管补丁、骨科针、防粘连膜、支架、引导组织修复/再生设备、关节软骨修复支架、脊髓支架及伤口敷料等方面的应用已被广泛研究。在众多的PHAs中，P3HB4HB可以通过调整单体3HB (高结晶相表现为脆性)和4HB (无定型相表现为韧性)在聚合物中的摩尔比来调节最后聚合物的力学性能。由于这种可控的力学性能，P3HB4HB显示了比PHB更好的作为生物医用移植材料的潜力。 静电纺丝技术是一种在高压电场作用下，纺丝液流克服表面张力而产生带电喷射流，最终在接收装置上收集到超细纤维的纺丝技术。静电纺丝的最大优点是纤维的直径可以达到纳米级。当聚合物纤维的直径由微米级降至纳米级时，就会出现许多优异的性能，如较大的比表面积、较强的韧性等。目前，生物组织工程领域一个热点是制备和细胞外基质具有相似结构和功能的仿生材料。相比于其他支架制备技术，静电纺丝具有以下三个特点:(1)可以很方便地制备直径在数十微米到几纳米的纤维；(2)除了绝大多数有机物之夕卜，很多无机物或者有机/无机杂化物也可以通过静电纺丝技术制备；(3)制备的支架具有内部贯通性,有利于细胞代谢及血管的生成。通过文献检索发现,很多PHAs材料已经成功地通过静电纺丝技术制备,例如:N.Nagiah et al.通过静电纺丝技术采用1，I, 1，3，3，3hexafluoro-2-propanaol溶剂制备了 P3HB纤维膜，其拉伸强度和在断裂处的拉伸率分别为 7.5MPa 和 28.47% (N.Nagiah et al./ Materials Science and Engineering C33 (2013) 4444 - 4452) ；T.H.Yang 等通过静电纺丝技术制备了 P (3HB-co-7mol%-4HB)and P(3HB-co-97mol%-4HB)纤维膜，其拉伸强度和拉伸模量分别8/184MPa和13/9MPa，该结果并没有说明其在断裂时的拉伸率(T.H.Ying et al./ B1materials 29 (2008)1307-1317)等。但是这些研究结果表明其拉伸强度及拉伸率都比较低，并且没有研究系统调查溶剂对所制备材料的拉伸力学性能的影响。低的拉伸力学性能极大的限制了材料作为生物支架的广泛的使用，因此改善制备的电纺支架的力学性能有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术存在的不足，提供一种具有良好的生物降解性、生物相容性和弹性性能的三维多孔支架及其制备方法，并将该支架在椎体后凸成形术中用来使骨折的部分椎体复位和防止骨水泥漏出。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种三维多孔纤维支架的制备方法，包括如下步骤:1、将聚合物聚羟基脂肪酸酯溶解于氯仿和丙酮的混合液中，聚合物的质量百分浓度为6wt%? 12wt%，磁力搅拌得到混合均匀的静电纺丝原液；所述的聚羟基脂肪酸酯为聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸脂)，记作P3HB4HB，其中4-羟基丁酸脂(4HB)的摩尔含量为10?18% ；2、采用静电纺丝工艺对得到的静电纺丝原液进行纺丝，在锡纸上收集得到聚羟基脂肪酸酯纤维膜；所述静电纺丝的工艺条件为:电压8?12kV，挤出速率为I?10 ml/h，喷丝头到接受板的距离为10?14cm ；3、用玻璃棒卷取步骤2在锡纸上收集到的纤维膜，得到裹在玻璃棒上的纤维支架；重复玻璃棒的卷取周数，控制支架壁的厚度；4、将步骤3得到的裹在玻璃棒上的纤维支架用锡纸裹住压平，在温度为60?80°C的条件下烘干，再用乙醇冲洗后，从玻璃棒上取下纤维支架；5、将取下的纤维支架用乙醇冲洗后，放置于温度为50?70°C的环境中去除有机溶剂，得到一种弹性三维多孔纤维支架。 上述技术方案中，所述的氯仿和丙酮的混合液中，丙酮的质量分数为25?50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维多孔纤维支架的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将聚合物聚羟基脂肪酸酯溶解于氯仿和丙酮的混合液中，聚合物的质量百分浓度为6wt%～12wt%，磁力搅拌得到混合均匀的静电纺丝原液；所述的聚羟基脂肪酸酯为聚（3‑羟基丁酸酯‑co‑4‑羟基丁酸脂），其中4‑羟基丁酸脂的摩尔含量为10～18%；（2）采用静电纺丝工艺对得到的静电纺丝原液进行纺丝，在锡纸上收集得到聚羟基脂肪酸酯纤维膜；所述静电纺丝的工艺条件为：电压8～12kV，挤出速率为1～10 ml/h，喷丝头到接受板的距离为10～14cm；（3）用玻璃棒卷取步骤（2）在锡纸上收集到的纤维膜，得到裹在玻璃棒上的纤维支架；重复玻璃棒的卷取周数，控制支架壁的厚度；（4）将步骤（3）得到的裹在玻璃棒上的纤维支架用锡纸裹住压平，在温度为 60～80℃的条件下烘干，再用乙醇冲洗后，从玻璃棒上取下纤维支架；（5）将取下的纤维支架用乙醇冲洗后，放置于温度为50～70℃的环境中去除有机溶剂，得到一种弹性三维多孔纤维支架。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高春霞，高强，杨磊，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32