用于组织工程化血管支架构建的功能化取向纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于组织工程化血管支架构建的功能化取向纤维及其制备方法，通过将多巴胺盐DA和赖氨酸Lys加入缓冲液中，得到DA/Lys溶液；将取向纤维浸没在DA/Lys溶液中反应，即得。本发明专利技术通过引入活性成分Lys不仅有效地增强了PDA的涂层效果，还显著提高了涂层改性后取向纤维诱导血管内皮再生的功能。本发明专利技术提供的PDA/Lys涂层方法工艺简单、效率高，可有效解决聚合物基组织工程化血管支架的生物相容性差、诱导内皮再生功能不足等缺陷，促进功能性组织工程化血管的研发与临床应用转化。

Functional Oriented Fibers for Construction of Tissue Engineered Vascular Scaffolds and Their Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
用于组织工程化血管支架构建的功能化取向纤维及其制备方法
本专利技术属于功能化取向纤维及其制备领域，特别涉及一种用于组织工程化血管支架构建的功能化取向纤维及其制备方法。
技术介绍
电纺丝法制备的取向纤维因具有仿生天然血管组织细胞外基质的结构特性，被认为是一类重要的具有调控血管细胞行为、促进损伤血管修复和功能再生的仿生支架构建材料。合成聚合物具有易加工、性能可控、材料来源广泛等特性被广泛用于血管组织工程领域中取向纤维支架的制备，但其生物相容性差、不具备调控血管细胞粘附、增殖及分化的能力，在血管组织工程中应用时需要进行适当的改性处理，比如增强其内皮化功能。内皮再生是决定组织工程化血管临床应用成败的关键因素之一，对重塑血管的长、短期通畅性具有举足轻重的作用。因此，如何方便、快捷的提高合成聚合物基取向纤维支架的生物相容性，增强支架-细胞间的相互作用来诱导血管细胞的功能表达、促进血管内皮组织再生，是仿生构建组织工程化血管亟待解决的问题。近年来，利用多巴胺邻苯二酚基团化学多样性和亲和多样性等在材料表面形成PDA涂层被认为是一种高效、快捷的提高支架表面生物相容性的改性方法，从而增强细胞的粘附和支架的组织亲和性(Dinget.al.,ActaBiomaterialia,2015.15:150-163)。然而，由于DA在自聚合形成PDA过程中会生成非共价键，使得纳米尺寸PDA聚集体易沉积在支架表面形成不均一的颗粒状态，这对血管支架的抗凝血性能具有不利的影响(Liuet.al.,CompositesScienceandTechnology,2017.151:164-173)。研究发现，含多氨基官能团分子(如六亚甲基二胺、六亚甲基四胺和聚乙烯亚胺等)的引入可在有效改善PDA的涂层效果的基础上进一步成功引入活性基团用于后续生物活性分子的嫁接(Fuet.al.,JournalofChromatographyA,2015.1416:94-102)。但这后续需进一步嫁接活性成分的过程使得支架的制备工艺复杂化，且引入的含多氨基官能团分子自身往往缺乏生物活性。因此，如果能够选用具生物活性的含多氨基官能团分子来改善PDA的涂层效果，将对增强取向纤维的生物功能性具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种现有技术中需要在PDA涂层基础上进一步引入活性基团进行嫁接，制备工艺复杂，且引入的多氨基官能团缺乏活性的缺陷，该专利技术选用生物活性的Lys改善PDA的涂层效果，对合成聚合物制备的取向纤维进行改性修饰，制备得到经PDA/Lys改性的取向纤维。本专利技术的一种功能化取向纤维，其特征在于，所述纤维为聚多巴胺PDA和赖氨酸Lys改性的取向纤维。本专利技术的一种功能化取向纤维的制备方法，包括：(1)将聚合物溶于溶剂中，得到纺丝液，然后进行电纺丝，制备得到取向纤维；(2)将多巴胺盐酸盐DA、赖氨酸Lys溶于缓冲液中，搅拌溶解，得到DA/Lys溶液；(3)将取向纤维浸渍DA/Lys溶液，反应，得到功能化取向纤维。上述制备方法的优选方式如下：所述步骤(1)中聚合物为乳酸和己内酯的共聚物PLCL、聚氨酯PU、聚己内酯PCL、聚葵二酸甘油酯PGS、聚柠檬酸辛二醇酯POC、聚乳酸PLA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物PHBV、乳酸和羟基乙酸的共聚物PLGA中的一种或几种。所述步骤(1)中溶剂为六氟异丙醇、甲酸、乙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、二甲亚砜、三氟乙酸、三氟乙醇、甲醇、乙醇、水中的一种或几种。所述步骤(1)中纺丝液中聚合物的质量体积比为1-100g/mL。所述步骤(1)中电纺丝工艺参数为：纺丝速率0.01-100mL/h，施加电压1-100kV，用滚筒接受射流单丝，接收距离为0.01-1m，滚筒接收装置卷绕速率为1-10000rpm，环境温度为0-1000℃，环境相对湿度为0-100％。所述步骤(2)中多巴胺盐酸盐DA和赖氨酸Lys的质量比为1:0-100；DA/Lys溶液中多巴胺盐DA的浓度为0.1-10mg/mL。所述步骤(2)中缓冲液为碱性的Tris缓冲液，其中pH＝8.5，浓度为10mM。所述步骤(3)中反应为：反应时间为0-100h；反应温度为0-100℃。本专利技术的一种所述方法制备的功能化取向纤维。本专利技术提供的一种所述功能化取向纤维在组织工程化血管支架构建中的应用。有益效果(1)本专利技术通过引入活性成分Lys不仅有效地增强了PDA的涂层效果，还显著提高了涂层改性后取向纤维诱导血管内皮再生的功能，本专利技术提供的PDA/Lys涂层方法工艺简单、效率高，可有效解决聚合物基组织工程化血管支架的生物相容性差、诱导内皮再生功能不足等缺陷，促进功能性组织工程化血管的研发与临床应用转化；(2)本专利技术选用Lys调控PDA涂层方法，方便快捷、经济效应高、可有效改善PDA的涂层效果，且随着Lys的加入可使得涂层具有Lys特有的功能活性；(3)本专利技术的PDA/Lys涂层方法，可增强生物材料在血管组织工程领域的应用功效，如增强生物惰性的合成聚合物在血管损伤修复中的生物活性；(4)本专利技术的可用于组织工程化血管支架构建的功能化取向纤维的制备方法，可有效的提高具仿生天然血管细胞外基质结构的取向纤维在血管组织工程领域潜在的应用前景。附图说明图1为本专利技术制备的PLCL取向纤维扫描电子显微镜图；图2为纯PDA改性PLCL取向纤维扫描电子显微镜图；图3为PDA/Lys(质量比为1:0.1)改性PLCL取向纤维扫描电子显微镜图；图4为PDA/Lys(质量比为1:0.5)改性PLCL取向纤维扫描电子显微镜图；图5为PDA/Lys(质量比为1:1)改性PLCL取向纤维扫描电子显微镜图；图6为PLCL、PDA改性的PLCL、PDA/Lys改性的PLCL取向纤维的傅氏转换红外线光谱图FTIR；其中PLCL-PDA/Lys(1-1)、PLCL-PDA/Lys(1-0.5)、PLCL-PDA/Lys(1-0.1)分别对应实施例4、实施例3和实施例2；图7为内皮细胞ECs种植在PLCL纤维上培养3小时后细胞粘附荧光染色图；图8为ECs种植在PDA改性的PLCL纤维上培养3小时后细胞粘附荧光染色图；图9为ECs种植在PDA/Lys(质量比为1:0.5)改性的PLCL纤维上培养3小时后细胞粘附荧光染色图；图10为ECs种植在PLCL纤维上培养3天后细胞特异性蛋白VE-Cadherin免疫荧光染色图；图11为ECs种植在PDA改性的PLCL纤维上培养3天后细胞特异性蛋白VE-Cadherin免疫荧光染色图；图12为ECs种植在PDA/Lys(质量比为1:0.5)改性的PLCL纤维上培养3天后细胞特异性蛋白VE-Cadherin免疫荧光染色图。图13为对比例中PCL/CNF复合纤维支架涂层前后的SEM图：涂层前(左图a)；涂层后(右图b)。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1在室温下，将0.57g的PLCL(乳酸和己内酯的共聚比例为50:50,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化取向纤维，其特征在于，所述纤维为聚多巴胺PDA和赖氨酸Lys改性的取向纤维。

【技术特征摘要】
1.一种功能化取向纤维，其特征在于，所述纤维为聚多巴胺PDA和赖氨酸Lys改性的取向纤维。2.一种功能化取向纤维的制备方法，包括：(1)将聚合物溶于溶剂中，得到纺丝液，然后进行电纺丝，制备得到取向纤维；(2)将多巴胺盐酸盐DA、赖氨酸Lys溶于缓冲液中，搅拌溶解，得到DA/Lys溶液；(3)将取向纤维浸渍DA/Lys溶液，反应，得到功能化取向纤维。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚合物为乳酸和己内酯的共聚物PLCL、聚氨酯PU、聚己内酯PCL、聚葵二酸甘油酯PGS、聚柠檬酸辛二醇酯POC、聚乳酸PLA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物PHBV、乳酸和羟基乙酸的共聚物PLGA中的一种或几种。4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂为六氟异丙醇、甲酸、乙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、二甲亚砜、三氟乙酸、三氟乙醇、甲醇、乙醇、水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦中，易兵成，沈炎冰，唐寒，王先流，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31