一种功能化引导肌组织再生膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种功能化引导肌组织再生膜及其制备方法和应用。该再生膜是以聚己内酯为主要基体材料，通过静电纺丝制备成的膜；优选在膜上通过聚合反应形成致密聚去甲肾上腺素层；再结合促进细胞生长的蛋白质。本发明专利技术中膜材料的特征是直径范围为1‑20μm的纤维组成的多层多孔膜性材料。该再生膜制备工艺简单，可有效促进肌组织的再生修复，具有生物相容性好、机械性能优异，能广泛用于引导皮肤受损修复、肌肉受损修复、药物缓释膜等医疗领域。

Functional guide muscle tissue regeneration membrane, preparation method and application thereof

The invention discloses a functional guide muscle tissue regeneration membrane and a preparation method and application thereof. The film is based on the regeneration of polycaprolactone as main base material, were prepared by electrospinning membrane; preferably in membrane by forming a dense poly norepinephrine layer polymerization; combined with the cell growth promoting protein. The present invention features of membrane materials in multilayer porous membrane material is composed of 1 diameter range of 20 m fiber. The membrane preparation process is simple, can effectively promote the regeneration of muscle tissue, with good biocompatibility, excellent mechanical properties, can be widely used to guide the repair of damaged skin, repair damaged muscle, drug membrane and other medical fields.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物材料领域，具体涉及一种以聚己内酯作为主要基体材料并在表面涂上药物的引导肌组织再生的膜材料及其制备方法和应用。
技术介绍
骨骼肌是人体的重要组织，骨骼肌的受损特别是肌肉纤维化的主要成因是受损肌肉增殖能力低于纤维化，一直以来，治疗骨骼肌受损面临诸多挑战和困难。对于组织工程而言，植入材料的选择是相当的重要的。与天然高分子不同，合成高分子分子仪器理化特性可控可调、质量稳定性优良、价格便宜，在生物医学领域获得很好的应用。目前，在生物医药领域应用占绝对优势的是生物可降解聚酯，如PLGA、PLA、PCL和PGA，这些都是FDA批准认证的，特别是聚己内酯是一种比PGA和PLGA相对容易得到和价廉的生物可降解高分子材料PCL也是一种弹性材料，其力学性能优良，广泛应用于骨组织工程领域。由于存在5个亚甲基相连的短碳链使其有很强的疏水性，为了增强亲水性需要对其表面进行处理。而去甲肾上腺素是一种临床药物，含有儿茶酚和羟基，聚去甲肾上腺素作为纽带既能与基板PC以共价键牢固连接也能锚定黏附相关蛋白，改变基板亲水性，促进蛋白的吸附，从而促进肌肉细胞的增殖舒展，更有利于骨骼肌受损修复。静电纺丝技术是一种制备纳米及微米纤维的简单通用方法，由于其药物加载方式简单易行，在静电纺丝或纺丝后处理过程中不同的药物及生物大分子很容易加载到纤维表面，另外，肌肉修复的药物在涂到纤维表面后不会发生性能变化，仍能保持其肌肉修复的性能，可以用来修复手术等肌肉的创伤。因此，电纺丝制备的纳米微米纤维功能膜具有良好的临床应用前景。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术目的在于提供一种功能化引导肌组织再生膜及其制备方法和应用。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种功能化引导肌组织再生膜，其是以聚己内酯为主要基体材料，通过静电纺丝技术制备成的膜。进一步地，在上述功能化引导肌组织再生膜上通过聚合反应形成致密去甲肾上腺素层；及结合促进细胞生长的蛋白质。优选地，所述促进细胞生长的蛋白质为碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子家族(IGF)、肝素、转化生长因子(TGF)、血小板源相关的生长因子等中的一种或几种。其中,碱性成纤维细胞生长因子广泛分布在骨骼肌细胞，可以调节骨骼肌卫星细胞的增殖分化活性，促进其增殖效果。胰岛素样生长因子家族(IGF)，包括胰岛素样生长因子II和胰岛素样生长因子I两种，在骨骼肌卫星细胞的损伤后，IGF发挥明显的促进再生作用。肝素是一个重要的细胞因子，能促进卫星细胞增殖，还可以激活休眠的卫星细胞。转化生长因子(TGF)家族主要包括TGF-α和TGF-β，TGF-β又分为TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3，它对外基质的沉积促进具有促进作用。此外，血小板源相关的生长因子在维持组织生长和功能活性方面有重要作用。上述促进细胞生长的蛋白质通过细胞间信号的相互传递，在骨骼肌损伤的修复过程中扮演重要的角色。优选地，所述再生膜具有无规排列的微米级纤维结构，平均搭桥孔径为1-16μm。优选地，所述再生膜是由直径范围为1-20μm的纤维组成的多层多孔膜。优选地，所述再生膜膜厚度为50-500μm。本专利技术还提供上述功能化引导肌组织再生膜的制备方法，包括以下步骤：将聚己内酯溶于有机溶剂中，制得A溶液；然后进行静电纺丝，制得电纺丝纤维膜，干燥即得功能化引导肌组织再生膜。进一步地，上述制备方法还包括将去甲肾上腺素和促进细胞生长的蛋白质溶于Tris-HCl溶液或PBS缓冲液中，制得B溶液；将所得电纺丝纤维膜浸泡在上述B溶液中一定时间，取出后干燥，即得。所述干燥可为风干、冷冻干燥或真空干燥。优选地，所述有机溶剂为氯仿，或氯仿与乙醇的混合物。乙醇与氯仿的体积比为7:10-7:1，例如可以是7:10，7:9，7:8，7:7，7:6，7:5，7:4，7:3，7:2或7:1。将二者的摩尔比限定在上述范围是为了避免因某种溶液过多或过少而影响纺丝过程。优选地，所述A溶液中聚己内酯的质量分数为3％-45％，例如可以是3％，5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％或45％。聚己内酯浓度的高低直接影响纤维的直径以及纺丝过程各项参数。具体地，所述静电纺丝包括以下步骤：a、将上述A溶液置于注射器中，利用推进器进行推动，待液滴稳定流下后调高电压；b、以不锈钢滚轴为接收装置，持续纺丝得到完整电纺丝纤维膜。优选地，步骤a所述推进器的推进速度(即纺丝液流动速率)为1-15mL/h，例如可以是1mL/h，2mL/h，3mL/h，5mL/h，6mL/h，8mL/h，10mL/h，12mL/h或15mL/h。研究发现，速度过快会导致纺丝溶液滴出或纤维直径过大，速度过慢则会加长纺丝时间。优选地，步骤a所述电压为7-20kV，例如可以是7kV，8kV，10kV，12kV，15kV，18kV或20kV。将电压限制在此范围内是为了保证连续的纤维的顺利形成，电压过低纺丝溶液无法形成纤维，电压过高则使纺丝过程不稳定，导致纺丝不连续。优选地，步骤b所述接收距离为8-30cm，例如可以是8cm，10cm，12cm，15cm，18cm，20cm，22cm，25cm或30cm。优选地，步骤b所述不锈钢滚轴的速度为100-2000rmp，例如可以是100rmp，200rmp，400rmp，500rmp，800rmp，1000rmp，1200rmp，1500rmp，1800rmp或2000rmp。优选地，步骤b所述纺丝时间为2-30h，例如可以是2h，4h，8h，10h，15h，20h，25h或30h。优选地，上述B溶液中溶剂为Tris-HCl溶液或PBS溶液，pH值分别为8-10，例如可以是8，8.5，9，9.5或10。其中，Tris-HCl溶液采用Tris配置，PBS缓冲液采用Na2HPO4、KH2PO4、NaCl和KCl配置，用HCl或者NaOH调节pH值。优选地，上述B溶液中去甲肾上腺素和促进细胞生长细胞因子的浓度分别为0.1-10mg/ml，例如可以是0.1mg/ml，0.5mg/ml，1mg/ml，1.5mg/ml，2mg/ml，4mg/ml，6mg/ml，8mg/ml或10mg/ml。具体地，上述功能化引导肌组织再生膜的制备方法，包括以下步骤：(一)纤维直径为1-8微米的功能化引导肌组织再生膜的制备(1)将聚己内酯溶于氯仿中，室温磁力搅拌12-24h，得到质量分数为3-45％的聚己内酯溶液；(2)将上述聚己内酯溶液进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100-2000rpm，纺丝液流动速率为1-15mL/h，电压7-20kV，接收距离8-30cm，纺丝2-30h，得到厚度50-500μm的电纺丝纤维膜；(3)将所得电纺丝纤维膜浸泡在溶有去甲肾上腺素和促进细胞生长细胞因子的Tris-HCl溶液中12-24h，取出后在通风橱中室温放置2-7天，即得；(二)纤维直径为8-20微米的功能化引导肌组织再生膜的制备(1)将聚己内酯溶于氯仿与乙醇的混合溶剂中(优选地，氯仿与乙醇的体积比为7:3)，室温磁力搅拌12-24h，得到质量分数为14-30％的聚己内酯溶液；(2)将上述聚己内酯溶液进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能化引导肌组织再生膜，其特征在于，其是以聚己内酯为主要基体材料，通过静电纺丝制备成的膜。

【技术特征摘要】
1.一种功能化引导肌组织再生膜，其特征在于，其是以聚己内酯为主要基体材料，通过静电纺丝制备成的膜。2.根据权利要求1所述的再生膜，其特征在于，所述再生膜上聚合致密去甲肾上腺素层，及结合促进细胞生长的蛋白质；优选地，所述促进细胞生长的蛋白质为碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子家族(IGF)、肝素、转化生长因子(TGF)、血小板源相关的生长因子中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的再生膜，其特征在于，其具有无规排列的微米级纤维结构，平均搭桥孔径为1-16μm；优选地，所述纤维直径为1-20μm。4.根据权利要求1或2所述的再生膜，其特征在于，其厚度为50-500μm。5.权利要求1-4任一项所述再生膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚己内酯溶于有机溶剂中，制得A溶液；然后进行静电纺丝，制得电纺丝纤维膜，干燥。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括将去甲肾上腺素和促进细胞生长的蛋白质溶于Tris-HCl溶液或PBS缓冲液中，制得B溶液；将所得电纺丝纤维膜浸泡在所述B溶液中一定时间，取出后干燥，即得。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为氯仿，或氯仿与乙醇的混合物；优选为乙醇与氯仿体积比为7:10-7:1的混合物；和/或，所述A溶液中聚己内酯的质量分数为3％-45％；和/或，所述Tris-HCl溶液、PBS溶液的pH值分别为8-10；和/或，所述B溶液中去甲肾上腺素和促进细胞生长细胞因子的浓度分别为0.1-10mg/ml。8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝包括以下步骤：a、将所述A溶液置于注射器中，利用推进器进行推动，待液滴稳定流下后调高电压；b、以不锈钢滚轴为接收装置，持续纺丝得到完整电纺丝纤维膜；优选地，步骤a所述推进器的推进速度为1-15mL/h；和/或，步骤a所述电压为7-20kV；和/或，步骤b所述接收距离为8-30cm；和/或，步骤b所述不锈钢滚轴的速度为100-2000rmp；和/或，步骤b所述纺丝时间为2-30h。9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，包括以下(一)、(二)、(三)、(四)任一所述的步骤：(一)纤维直径为1-8微米的功能化引导肌组织再生膜的制备(1)将聚己内酯溶于氯仿中，室温磁力搅拌12-24h，得到质量分数为3-45％的聚己内酯溶液；(2)将上述聚己内酯溶液进行静电纺丝，以不锈钢滚筒为接收装置，滚筒转动速率为100-2000rpm，纺丝液流动速率为1-15mL/h，电压7-20kV，接收距...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春英，刘颖，刘柱，郭梦雨，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11