一种时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架。管状组织工程支架的管壁包括层叠的五层，即第一材料层、第二材料层、第三材料层、第四材料层和第五材料层。本发明专利技术在同一个组织工程管状支架中实现了两种功能分子的负载。并且，通过控制支架材料的化学组成与分子量，从而调控支架的降解速率，达到支架外静电纺丝层首先释放功能分子，而支架管壁内部的微球随着管壁的降解滞后释放功能分子，实现多功能分子的时序性释放。

Tubular tissue engineering scaffold capable of controlling release of multifunctional molecules in sequence and preparation method thereof

The present invention discloses a tubular tissue engineering scaffold for controlling the release of multifunctional molecules in a sequential manner. The tubular wall of the tubular tissue engineering scaffold comprises a laminated five layer, that is, the first material layer, the second material layer, the third material layer, the fourth material layer and the fifth material layer. The invention realizes the load of two functional molecules in the same tissue engineering tubular stent. And, through the chemical composition and molecular control of scaffold materials, and degradation rate regulation support, to support outside the electrospinning layer of the first release of functional molecules, and the stent wall inside the microspheres with the wall degradation delayed release functional molecules, achieve sequential multifunctional molecules release.

【技术实现步骤摘要】
一种时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架及其制备方法
：本专利技术属于生物组织工程领域，具体涉及一种时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架及其制备方法。
技术介绍
：在组织工程策略中，支架可以支持细胞在三维空间中构建新生组织，是组织再生的重要影响因素。许多人体器官是管状的，如血管、食道、肠、胆管、输尿管等等，当这些器官组织受到损伤时，多数情况下，需要使用管状支架作为假体，进行组织重建。另外，对于自体管状器官狭窄病变而引起的疾病，如血管狭窄等，可以使用管状支架作为支撑物，拓宽狭窄区域，保持血流通畅；对于外周神经的缺损修复，也可以使用管状支架作为导管，桥连受损神经，达到神经修复再生的目的。然而，制备管状支架的材料，如天然类的脱细胞组织、聚多糖、聚氨基酸或者合成类的聚酯、聚醚、聚多醇、聚烃等材料本身不具有生物活性，只是简单的为组织再生提供空间上的支持，在一定程度上，导致组织修复的能力与效果不佳。比如，选择商品化的脱细胞小肠粘膜(SIS)材料进行尿道重建，成功率在80％左右，并可能伴有尿道狭窄的并发症。因此，将管状支架与功能分子相结合，制备可以控制释放一种或者多种功能分子的管状支架，具有重要意义。功能分子可以是诸如蛋白质、多肽、氨基酸、生长因子、激素、抗生素、抗肿瘤药物、抗增殖药物等等可以促进或者抑制细胞生长、引导细胞迁移分化的天然分子或者合成药物。在组织修复的不同时间段，需要不同的功能分子，多种功能分子共同作用，可以有效调控组织的再生过程。所以，制备负载多种功能分子的管状支架，实现支架中功能分子的时序性缓释，尤为重要。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架及其制备方法。本专利技术的时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架，其特征在于，管状组织工程支架的管壁包括层叠的五层，即第一材料层、第二材料层、第三材料层、第四材料层和第五材料层；所述的第一材料层为生物可吸收材料制成的纳米纤维层，在纳米纤维层中负载有功能分子；所述的第二材料层为基底膜层，选自生物可吸收材料制成的基底膜层；所述的第三材料层为生物可吸收材料制成的微球层，微球层中负载有与第一材料层不同的功能分子；所述的第四材料层为基底膜层，选自生物可吸收材料制成的基底膜层；所述的第五层为生物可吸收材料制成的纳米纤维层，在纳米纤维层中负载有功能分子。所述的生物可吸收材料可以为可降解聚酯材料，如乙交酯、丙交酯、己内酯、三亚甲基碳酸内酯、对二氧六环己烷酮为原料通过均聚或共聚制备得到的系列合成材料，或者可以为脱细胞基质、明胶、胶原、丝蛋白、多糖等天然材料。基底膜层的厚度优选为0.5mm～1.0mm。所述的纳米纤维层优选是在基底膜层进行静电纺丝，使得在基底膜层的一侧复合负载功能分子的纳米纤维层，纳米纤维层厚度小于1μm。所述的生物可吸收材料制成的微球层，微球直径为0.1μm～100μm，微球层复合于基底膜层的另一侧。所述的功能分子可以为层连粘蛋白、纤连蛋白、钙黏蛋白等蛋白质；RGD、IKVAV、YIGSR等多肽；表皮生长因子、血管内皮生长因子、神经生长因子等生长因子；生长激素、甲状腺素等调控细胞生长行为的激素；青霉素、链霉素、庆大霉素等抗生素；阿霉素、紫杉醇、丝裂霉素C、氟尿嘧啶等抑制细胞生长抗肿瘤药物；咪康唑、阿莫罗芬、环吡酮等抗菌剂；曲马多、哌替啶、卡马西平等止痛剂；水杨酸、布洛芬等消炎剂；依那西普、地西泮、三唑仑等拮抗剂等等。本专利技术相比于现有技术，其有益效果如下：1.本专利技术在同一个组织工程管状支架中实现了两种功能分子的负载。并且，通过控制支架材料的化学组成与分子量，从而调控支架的降解速率，达到支架外静电纺丝层首先释放功能分子，而支架管壁内部的微球随着管壁的降解滞后释放功能分子，实现多功能分子的时序性释放。2.管壁表面的纳米纤维层，具有模仿细胞外基质的纳米纤维结构，有利于细胞的生长与组织的再生。附图说明：图1是基底膜层为由可降解聚酯材料制成的时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架外貌图；图2是基底膜层为由体内可吸收的天然材料制成的时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架外貌图；图3是时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架内部的负载有功能分子的微球电镜图片图4是时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架表面的纳米纤维层；图5是时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架的表面纳米纤维层负载生长因子的累计释放曲线图6是时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架的管壁内部微球层负载的药物的累计释放曲线。图7是时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架的管壁截面图；其中1、第五材料层；2、第四材料层；3、第三材料层；4、第二材料层；5、第一材料层。具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1：将1.0g的PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)溶解于20mL的氯仿中，溶剂挥发后制备得到PLGA基底膜层。将100μg表皮生长因子(EGF)与1.0g牛血清蛋白(BSA)溶解于质量分数为5％的明胶/六氟异丙醇溶液中，装入注射泵，流速为0.5mL/h，以PLGA基底膜层作为接收物，设置针头与接收装置距离为15cm，电位差为15kV，进行静电纺丝，在基底膜层的一侧制备纳米纤维层，纳米纤维层负载有表皮生长因子(EGF)与牛血清蛋白(BSA)。纳米纤维层微观结构如图4所示。采用单乳液挥发法制备聚乳酸(PLA)载药微球，称取200mg的PLA和1.0mg的丝裂霉素C溶于10mL二氯甲烷溶液后，搅拌缓慢注入100mL的聚乙烯醇水溶液(2％，w/vg/ml)，超声分散后，溶剂减压挥发，清洗干燥，得到负载药物丝裂霉素C的PLA微球。微球的微观形貌如图3所示。将负载药物丝裂霉素C的PLA微球分散于PLGA基底膜层另一侧，然后将两张基底膜层复合(微球层在内，纳米纤维层在外)，将复合后的基底膜卷曲黏合成管状，得到时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架，外形如图1所示。时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架的结构如图7所示，其从外到内包括层叠的五层，即第一材料层(纳米纤维层)5、第二材料层(基底膜层)4、第三材料层(微球层)3、第四材料层(基底膜层)2和第五材料层(纳米纤维层)1。纳米纤维层的厚度小于1μm，基底膜层的厚度为0.5mm～1.0mm，微球直径为0.1μm～100μm。实施例2：将500g的聚己内酯(PCL)粒料加入吹膜机制备PCL基底膜层。将100μg的短肽(IKVAV)与1.0g牛血清蛋白(BSA)溶解于质量分数为3％的聚乳酸PLA溶液中，装入注射泵，流速为0.5mL/h，以PCL基底膜层作为接收物，设置针头与接收装置距离为15cm，电位差为15kV，进行静电纺丝，在基底膜层的一侧制备纳米纤维层，纳米纤维层负载有短肽(IKVAV)和牛血清蛋白(BSA)。采用喷雾干燥法制备PLA载药微球。称取500mg的PLA和3.0mg的五氟尿嘧啶溶于30mL二氯甲烷溶液后，搅拌缓慢注入300mL的聚乙烯醇水溶液(2％，w/vg/ml)，超声分散乳化后，选择口径为0.5mm的喷嘴，加料速率2mL/min，进风量为500NL/h，入口温度为45℃，在基底膜层的另一侧制备负载五氟尿嘧啶的微球层。将两张基底膜层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架，其特征在于，管状组织工程支架的管壁包括层叠的五层，即第一材料层、第二材料层、第三材料层、第四材料层和第五材料层；所述的第一材料层为生物可吸收材料制成的纳米纤维层，在纳米纤维层中负载有功能分子；所述的第二材料层为基底膜层，选自生物可吸收材料制成的基底膜层；所述的第三材料层为生物可吸收材料制成的微球层，微球层中负载有与第一材料层不同的功能分子；所述的第四材料层为基底膜层，选自生物可吸收材料制成的基底膜层；所述的第五层为生物可吸收材料制成的纳米纤维层，在纳米纤维层中负载有功能分子。

【技术特征摘要】
1.一种时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架，其特征在于，管状组织工程支架的管壁包括层叠的五层，即第一材料层、第二材料层、第三材料层、第四材料层和第五材料层；所述的第一材料层为生物可吸收材料制成的纳米纤维层，在纳米纤维层中负载有功能分子；所述的第二材料层为基底膜层，选自生物可吸收材料制成的基底膜层；所述的第三材料层为生物可吸收材料制成的微球层，微球层中负载有与第一材料层不同的功能分子；所述的第四材料层为基底膜层，选自生物可吸收材料制成的基底膜层；所述的第五层为生物可吸收材料制成的纳米纤维层，在纳米纤维层中负载有功能分子。2.根据权利要求1所述的时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架，其特征在于，所述的生物可吸收材料为可降解聚酯材料或天然材料。3.根据权利要求2所述的时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架，其特征在于，所述的可降解聚酯材料为乙交酯、丙交酯、己内酯、三亚甲基碳酸内酯、对二氧六环己烷酮为原料通过均聚或共聚制备得到的合成材料。4.根据权利要求2所述的时序性控制释放多功能分子的管状组织工程支架，其特征在于，所述的天然材料为脱细胞基质、明胶、胶原、丝蛋白和/或多糖。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱继翔，陈晓明，阳范文，田秀梅，
申请(专利权)人：广州医科大学，
类型：发明
国别省市：广东,44