一种可用于组织工程韧带的复合支架及其制备方法技术

本发明专利技术属于复合材料领域，公开了一种可用于组织工程韧带的复合支架及其制备方法。本发明专利技术将聚羟基丁酸己酯和聚己内酯进行有机组合，所得的复合支架综合了两者优点，既具备聚己内酯优异力学强度和生物相容性等性能，又有聚羟基丁酸己酯良好的生物可降解性等性能。基于协同增强机理，复合支架具有比单一组分更优越的性能。当复合支架作为组织工程前交叉韧带的支架时，复合支架的力学性能高、细胞亲和性好、降解速率适宜，可满足韧带组织重建所需的时间及稳定性等要求，从而使韧带重建过程顺利完成。

A composite scaffold for tissue engineering ligament and its preparation method

The invention belongs to the field of composite materials, and discloses a composite scaffold for tissue engineering ligaments and a preparation method thereof. The composite scaffold synthesized by organic combination of polyhydroxybutyrate hexyl ester and polycaprolactone has the advantages of both excellent mechanical strength and biocompatibility of polycaprolactone and good biodegradability of polyhydroxybutyrate hexyl ester. Based on the synergistic enhancement mechanism, the composite scaffold has superior performance than a single component. When the composite scaffolds are used as scaffolds for tissue engineering ACL, the composite scaffolds have high mechanical properties, good cell affinity and suitable degradation rate, which can meet the requirements of time and stability for ligament tissue reconstruction, so that the ligament reconstruction process can be completed smoothly.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于组织工程韧带的复合支架及其制备方法
本专利技术属于复合材料领域，特别涉及一种可用于组织工程韧带的复合支架及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，组织工程的出现和发展，为人体前交叉韧带损伤后的治疗方式提供了新的思路与新的技术。组织工程技术一般包括种子细胞、细胞生长因子以及支架材料三个部分。其中，支架材料占据非常重要的地位，它不仅起支撑作用，而且还起模板作用。理想的支架材料应具有生物相容性优异、力学强度足够、生物降解性适度、理化性能良好等条件(MurphyCM，HaughMG，O’BrienFJ.Theeffectofmeanporesizeoncellattachment，proliferationandmigrationincollagen-glycosaminoglycanscaffoldsforbonetissueengineering[J].Biomaterials，2010，31(3)：461-466.)。目前，支架材料主要有天然和人工合成高分子材料两类。天然高分子材料来源于动植物或人体，常用的有胶原、蚕丝、几丁质、纤维蛋白等。人工合成高分子材料的种类更多，较为常用的有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乳酸等。这些材料在组织工程支架材料中显示出巨大的潜力(WangXG，HanCM，HuXL，SunHF，YouCG，GaoCY，YangHY.Applicationsofknittedmeshfabricationtechniquestoscaffoldsfortissueengineeringandregenerativemedicine[J].J.Mech.Behav.Biomed.，2011，4(7)：922-932.)。尽管如此，上述支架材料各有其优点的同时也存在某些缺陷。例如，天然高分子材料缺乏一定的力学强度，人工合成高分子材料的生物相容性有待进一步提高。对此，通过将几种单一类型材料进行有机复配，结合不同材料的优缺点，互相取长补短，形成新型复合支架材料。这在实际应用中具有广阔的应用前景，并已取得良好的效果。Ide等人(IdeA，SakaneM，ChenGP，ShimojoH，UshidaT，TateishiT，WadanoY，MiyanagaY.Collagenhybridizationwithpoly(L-lacticacid)braidpromotesligamentcellmigration[J].Mat.Sci.Eng.C-Bio.S.，2001，17(1-2)：95-99.)将胶原与聚乳酸进行复合，所得复合支架具有良好的生物相容性，有利于细胞的种植，并促进细胞的生长与新血管的生成。Chen等人(ChenGP，UshidaT，TateishiT.Hybridbiomaterialsfortissueengineering：apreparativemethodforPLAorPLGA-collagenhybridsponges[J].AdvancedMaterials，2000，12(6)：455-457.)将胶原和聚乙交酯丙交酯进行复合，所得复合支架表现出良好的力学性能。蔡长傧(蔡长傧.基于Col-I/PVA共聚纺丝技术构建支架型ACL[D].重庆：第三军医大学，2012.)应用I型胶原蛋白与聚乙烯醇共聚，得到具有力学性能与生物性能良好的支架材料。吴双全(吴双全.PGA、PLA纤维及纺织结构肌腱支架的降解性能研究[D].上海：东华大学，2009.)对熔融纺聚乳酸和聚羟基乙酸纤维进行复合，得到降解性能适宜的支架材料。然而，组织工程韧带的复合支架仍需要更多的深入研究，其力学性能、生物相容性、生物可降解性等方面有待进一步的改善与提高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种可用于组织工程韧带的复合支架。本专利技术另一目的在于提供上述可用于组织工程韧带的复合支架的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述可用于组织工程韧带的复合支架的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种可用于组织工程韧带的复合支架的制备方法，主要包括以下步骤：(1)将聚羟基丁酸己酯与聚己内酯加入到溶剂中，在搅拌条件下加热回流使两者充分溶于溶剂中，然后过滤，脱泡，得混合溶液，待用；(2)采用干法纺丝技术，从喷丝头毛细孔中挤出的步骤(1)混合溶液细流进入纺丝甬道，通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化，从而形成聚羟基丁酸己酯/聚己内酯原丝；(3)将步骤(2)的原丝通过导丝盘和卷绕筒而被辅助牵引出来，洗涤，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚己内酯初生纤维；(4)采用捻制编织方法，将一定数量的聚羟基丁酸己酯/聚己内酯初生纤维为1束，3束捻成1股，3股捻成细绳，细绳对折后捻成绳状物支架，截短，用钢丝扎紧支架两端，利用缝扎方式用丝线再次固定支架两端，清洗，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚己内酯复合支架。步骤(1)所述的聚羟基丁酸己酯的数均分子量优选为1.9×105～2.6×105；所述的聚己内酯的数均分子量优选为10000～24000。优选地，步骤(1)中所述的聚羟基丁酸己酯和聚己内酯的质量比为1∶1～9。优选地，步骤(1)中溶剂种类为无水乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、石油醚中的一种。优选地，步骤(1)中所述的搅拌条件下加热回流是指在600～1000r/min的搅拌速度下，加热至85～110℃回流5～9h；优选地，步骤(1)中所述的过滤方式为减压抽滤，以滤掉溶液中存在的杂质。优选地，步骤(1)中所述的脱泡方式为真空状态下脱泡，温度为80～95℃，时间为120～180min。优选地，步骤(1)中所述的混合溶液的溶质总浓度为1～7wt.％。优选地，步骤(2)中所述的热空气为空气与水蒸气的混合气体，两者的流速比为1∶15～25。优选地，步骤(3)中所述的原丝在甬道中停留时间为20～45s。优选地，步骤(3)中洗涤为依次用无水乙醇和去离子水洗涤，洗涤次数为2～3次。优选地，步骤(3)中所述的干燥为常温常压下自然风干。优选地，步骤(4)中所述的一定数量的聚羟基丁酸己酯/聚己内酯初生纤维是指数量为25～60根。优选地，步骤(4)中所述的绳状物支架的直径为5～8mm。优选地，步骤(4)中所述的截短后支架长度为25～35cm。优选地，步骤(4)中所述的清洗为依次用无水乙醇和去离子水超声洗涤，超声功率为200～400W，洗涤时间为15～20min，洗涤次数为2～3次。优选地，步骤(4)中所示的干燥为常温常压下自然风干。一种通过上述方法制备得到可用于组织工程韧带的复合支架。上述的可用于组织工程韧带的复合支架在制备组织工程韧带中的作用。本专利技术的机理为：将聚羟基丁酸己酯和聚己内酯进行有机组合，所得的复合支架综合了两者优点，既具备聚己内酯优异力学强度和生物相容性等性能，又有聚羟基丁酸己酯良好的生物可降解性等性能。基于协同增强机理，复合支架具有比单一组分更优越的性能。当复合支架作为组织工程前交叉韧带的支架时，复合支架的力学性能高、细胞亲和性好、降解速率适宜，可满足韧带组织重建所需的时间及稳定性等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于组织工程韧带的复合支架的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：(1)将聚羟基丁酸己酯与聚己内酯加入到溶剂中，在搅拌条件下加热回流使两者充分溶于溶剂中，然后过滤，脱泡，得混合溶液，待用；(2)采用干法纺丝技术，从喷丝头毛细孔中挤出的步骤(1)混合溶液细流进入纺丝甬道，通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化，从而形成聚羟基丁酸己酯/聚己内酯原丝；(3)将步骤(2)的原丝通过导丝盘和卷绕筒而被辅助牵引出来，洗涤，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚己内酯初生纤维；(4)采用捻制编织方法，将一定数量的聚羟基丁酸己酯/聚己内酯初生纤维为1束，3束捻成1股，3股捻成细绳，细绳对折后捻成绳状物支架，截短，用钢丝扎紧支架两端，利用缝扎方式用丝线再次固定支架两端，清洗，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚己内酯复合支架。

【技术特征摘要】
1.一种可用于组织工程韧带的复合支架的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：(1)将聚羟基丁酸己酯与聚己内酯加入到溶剂中，在搅拌条件下加热回流使两者充分溶于溶剂中，然后过滤，脱泡，得混合溶液，待用；(2)采用干法纺丝技术，从喷丝头毛细孔中挤出的步骤(1)混合溶液细流进入纺丝甬道，通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化，从而形成聚羟基丁酸己酯/聚己内酯原丝；(3)将步骤(2)的原丝通过导丝盘和卷绕筒而被辅助牵引出来，洗涤，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚己内酯初生纤维；(4)采用捻制编织方法，将一定数量的聚羟基丁酸己酯/聚己内酯初生纤维为1束，3束捻成1股，3股捻成细绳，细绳对折后捻成绳状物支架，截短，用钢丝扎紧支架两端，利用缝扎方式用丝线再次固定支架两端，清洗，干燥，得到聚羟基丁酸己酯/聚己内酯复合支架。2.根据权利要求1所述的可用于组织工程韧带的复合支架的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的聚羟基丁酸己酯的数均分子量为1.9×105～2.6×105；所述的聚己内酯的数均分子量为10000～24000；步骤(1)中所述的聚羟基丁酸己酯和聚己内酯的质量比为1∶1～9；步骤(1)中所述的混合溶液的溶质总浓度为1～7wt.％。3.根据权利要求1所述的可用于组织工程韧带的复合支架的制备方法，其特征在于：步骤(1)中溶剂种类为无水乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、石油醚中的一种。4.根据权利要求1所述的可用于组织工程韧带的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张劲林，蔡祥，刘惠娣，吴婷，向卫兵，于邵斌，
申请(专利权)人：广东职业技术学院，佛山市第五人民医院佛山市干部疗养院，佛山市工伤康复中心，
类型：发明
国别省市：广东,44