一种用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法。属于组织工程与再生医学领域，具体步骤：制备溶血磷脂酸纳米颗粒和去铁胺纳米颗粒；制得医用高分子混合溶液且分成两等分；通过溶血磷脂酸纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒及一份医用高分子混合溶液制备同轴电纺的壳层溶液；通过去铁胺纳米颗粒及另一份医用高分子混合溶液制备同轴电纺的核层溶液；制备具有核壳结构的电纺支架；真空干燥至祛除溶剂，最终制得多功能同轴电纺支架。本发明专利技术制备的用于骨再生的多功能电纺支架在壳层具有溶血磷脂酸纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒，在核层具有去铁胺纳米颗粒，电纺支架同时具有抗菌，促成骨和促血管再生等功能，可应对复杂微环境下骨组织的修复。环境下骨组织的修复。环境下骨组织的修复。

【技术实现步骤摘要】
一种用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法


[0001]本专利技术属于组织工程与再生医学
，涉及集合抗菌、促成骨和血管再生功能，同时具有同轴结构的三维仿生支架材料的制备方法；具体的，是涉及一种修复骨缺损的多功能同轴电纺支架、制备方法及应用；其制备的支架材料同时具有抗菌、促成骨和血管再生的功能。

技术介绍

[0002]骨缺损是颅颌面部疾病最常见并发症之一，创伤、牙源性感染、牙周疾病、拔牙及肿瘤等都会导致不可逆的骨缺损。创伤性及炎症性骨缺损可进一步引起或伴随着严重的并发症，如骨感染、骨质流失及骨坏死，阻碍骨骼的正常愈合过程，严重者导致骨不愈合；目前，在复杂的炎症微环境下实现病理性骨缺损区骨骼完整性和骨组织内在功能的完全恢复是临床治疗挑战之一。骨缺损修复是集炎症、血管化、成骨等多步骤的复杂过程。正常的骨愈合及修复过程会在各种病理过程中受到干扰，包括急慢性炎症，代谢失常，内分泌失调，原发性和转移性癌症等。在口腔疾病治疗及修复骨缺损过程中，常受感染及炎症(如牙周炎、骨髓炎、种植体周围炎和免疫性炎症反应等)制约，还受糖尿病、骨质疏松等全身性疾病的影响。
[0003]目前，修复骨缺损的最优治疗策略是骨移植，但是由于供体短缺、多次手术创伤、相关并发症的存在和费用昂贵等原因，限制了其在临床上的广泛应用]。随着骨组织工程学和纳米科学技术的发展与结合，涉及种子细胞、支架材料及微环境构建成为改善骨传导性、骨诱导性和成骨性的优良策略之一。其中，可降解的仿生支架能够为细胞依附、增殖和分化成骨提供近似机体细胞外基质的条件，促进新骨组织的发育，在骨组织工程中起着至关重要的作用。引导骨组织再生(guided bone regeneration，GBR)改善了生物相容性和机械性能差、不可降解等局限性，更好的促进牙周骨缺损修复，是骨组织工程领域新颖的多功能材料。由于关于生物再生材料的发展，因此其要求不断提高，故如何改善屏障膜，提高其空间维持能力，提高其诱导骨再生能力及抗感染能力，减少膜暴露率、软组织感染、膜移位，调节可吸收性薄膜的吸收速度以满足不同个体及不同类型骨缺损再生修复的需要等等，已成为研究的热点。
[0004]目前，在去铁胺的成骨应用中，专利《一种载淫羊藿苷和去铁胺的聚乳酸基骨组织支架及制备方法和应用》，其采用表面修饰淫羊藿苷和去铁胺,可显著提高支架的力学性能,且有利于血管网的形成；专利《一种负载去铁胺的人工骨膜及其制备方法》，其利用化学键将带有氨基的DFO键合到DFO
‑
高分子材料共混人工骨膜表面,达到缓慢持久释放的效果；专利《人工载药同轴再生血管支架及其复合工艺制备方法》，其利用两种工艺复合不同材料制备三层载药血管支架,模拟天然血管的三层结构,缩短了体外培养移植所需的时间和成功率；然后，临床的骨缺损往往伴随感染和炎症情况，如何应对复杂微环境，成为提高骨再生能力的关键；目前，制备促进有抗菌、促成骨和血管再生的同轴电纺支架是未来临床支架的发展方向。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提出了一种集合抗菌、促成骨和血管再生功能，同时具有同轴结构的三维仿生支架材料的制备方法；即用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法；该方法通过使用备溶血磷脂酸纳米颗粒、去铁胺纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒，实现了局域释放系统；其中的纳米颗粒不但能够保证药物的生物活性，同时结合同轴电纺丝，保持药物的持久有效的释放，最终能够满足复杂条件下的骨组织修复功能。
[0006]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]本专利技术所述的一种用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法，所述多功能同轴电纺支架包括壳层和核层；
[0008]所述支架的同轴结构壳层包含可降解医用高分子、溶血磷脂酸和氧化锌组分，核层包含去铁胺；
[0009]其制备方法的具体操作步骤如下：
[0010](1)、分别制备溶血磷脂酸纳米颗粒和去铁胺纳米颗粒，搁置待用；
[0011]具体的是，可以选择采用去溶剂法制备白蛋白包裹的溶血磷脂酸纳米颗粒和去铁胺纳米颗粒；
[0012](2)、根据浓度要求，选择将不同量的可降解医用高分子溶解于有机溶剂中，制得作为支架的基质材料的医用高分子混合溶液，后将制得的医用高分子混合溶液平均分成两等分，搁置待用；
[0013](3)、将制备的溶血磷脂酸纳米颗粒和预先准备的氧化锌纳米颗粒加入至其中一份制得的医用高分子混合溶液中，进行搅拌后从而制成同轴电纺丝的壳层溶液；为了确保材料的功能，所述溶血磷脂酸纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒的质量占比分别为2％
‑
5％和1％
‑
3％。
[0014](4)、将制备的去铁胺纳米颗粒加入至剩余一份制得的医用高分子混合溶液中，进行搅拌后从而制成同轴电纺丝的核层溶液；为了保证去铁胺的缓慢释放和有效作用，所述去铁胺纳米颗粒的质量占比分别为1％
‑
3％；
[0015](5)、对制成的壳层溶液和核层溶液采用同轴高压静电纺丝仪制备具有核壳结构的电纺支架；即采用同轴高压静电纺丝仪制备具有核壳结构的电纺支架，其中，壳层携载血磷脂酸纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒，核层携载去铁胺纳米颗粒；
[0016](6)、将制备的具有核壳结构的电纺支架进行真空干燥，直至去除完其中(电纺支架样品)的残留溶剂，最终制得产品(电纺支架纯品)，即所述的用于骨再生的多功能电纺支架。
[0017]进一步的，在步骤(1)中，为了保证持久释放，所述制备的溶血磷脂酸纳米颗粒和去铁胺纳米颗粒的粒径范围均在120
‑
500nm之间；且优先选择PDI小于0.2的颗粒；
[0018]其中，采用去溶剂法制备白蛋白包裹的溶血磷脂酸纳米颗粒；其粒径在120
‑
380nm，PDI为0.08
‑
0.30和；采用去溶剂法制备白蛋白包裹的去铁胺纳米颗粒；其粒径在180
‑
350nm，PDI为0.12
‑
0.25。
[0019]进一步的，在步骤(2)中，所述可降解医用高分子可以选择人工合成或者天然的，优选聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物中的一种或二种组合；
[0020]所述的有机溶剂优选选择毒性低，易挥发的溶剂，如六氟异丙醇，其溶质的质量比
是5％
‑
10％。
[0021]进一步的，在步骤(5)中，所述的静电纺丝条件为:壳层溶液流速为1
‑
5ml/h；核层溶液流速为1
‑
2.5ml/h。
[0022]进一步的，在步骤(6)中，所述真空干燥的温度是27
‑
40℃。
[0023]进一步的，所述多功能同轴电纺支架可选择性地添加在骨缺损微环境下促进骨组织再生的活性物，优选(促进骨组织再生的活性物)的是抗菌、出血管活性物及生长因子。
[0024]进一步的，所述制备的三维结构材料(用于骨缺损修本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法，其特征在于，所述多功能同轴电纺支架包括壳层和核层；所述支架的同轴结构壳层包含可降解医用高分子、溶血磷脂酸和氧化锌组分，核层包含去铁胺；其制备方法的具体操作步骤如下：(1)、分别制备溶血磷脂酸纳米颗粒和去铁胺纳米颗粒，搁置待用；(2)、将可降解医用高分子溶解于有机溶剂中，制得作为支架的基质材料的医用高分子混合溶液，后将制得的医用高分子混合溶液平均分成两等分，搁置待用；(3)、将制备的溶血磷脂酸纳米颗粒和预先准备的氧化锌纳米颗粒加入至其中一份制得的医用高分子混合溶液中，进行搅拌后从而制成同轴电纺丝的壳层溶液；(4)、将制备的去铁胺纳米颗粒加入至剩余一份制得的医用高分子混合溶液中，进行搅拌后从而制成同轴电纺丝的核层溶液；(5)、对制成的壳层溶液和核层溶液采用同轴高压静电纺丝仪制备具有核壳结构的电纺支架；(6)、将制备的具有核壳结构的电纺支架进行真空干燥，直至完全去除其中的残留溶剂，最终制得用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架。2.根据权利要求1所述的一种用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述制备溶血磷脂酸纳米颗粒和去铁胺纳米颗粒的制备方法是：采用去溶剂法制备白蛋白包裹的溶血磷脂酸纳米颗粒和去铁胺纳米颗粒；其粒径在120
‑
380nm，PDI为0.08
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0.30。3.根据权利要求1所述的一种用于骨缺损修复的多功能同轴电纺支架的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述可降解医用高分子为聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸
‑
羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱蕴珠，邢丹蕾，左伟，陈佳鸿，龙逸天，
申请(专利权)人：苏州大学附属第二医院，
类型：发明
国别省市：