一种促进组织再生的杂化纤维及其制备方法以及使用了该纤维的纤维结构物技术

本发明专利技术提供了一种促进组织再生的杂化纤维及其制备方法以及使用了该纤维的纤维结构物。该制备方法包括:制备高浓度再生丝蛋白原液；制备含促进组织再生的生长因子的再生丝蛋白纺丝原液；使用步骤S2中制备的再生丝蛋白纺丝原液纺制含生长因子的再生丝蛋白纤维；对聚合物纤维表面进行等离子体处理；用丝蛋白溶液对步骤S4中的等离子体处理后的聚合物纤维表面进行涂层修饰；将步骤S3中得到的含生长因子的再生丝蛋白纤维同步骤S5中得到的表面修饰处理后的聚合物纤维按适当比例加捻成纤，制备出杂化纤维。通过对上述杂化纤维进行相应的工艺处理，可以得到适用于不同使用场景的结构。可以得到适用于不同使用场景的结构。可以得到适用于不同使用场景的结构。

【技术实现步骤摘要】
一种促进组织再生的杂化纤维及其制备方法以及使用了该纤维的纤维结构物


[0001]本专利技术属于纤维杂化材料制备
，涉及一种促进组织再生的杂化纤维及其制备方法以及使用了该纤维的纤维结构物。

技术介绍

[0002]联合工程生物材料进行身体组织再生的方式我们称为原位组织再生。原位组织再生利用人体的再生潜力来控制细胞功能以进行组织修复。用于原位组织工程的生物材料的设计需要对生物物理和生化线索的精确控制，以将内源性细胞引导至损伤部位。需要这些线索来通过调节细胞外微环境或驱动细胞重编程来诱导再生。因此促进组织再生的材料研究非常引起了科研人员的广泛兴趣并得到迅猛发展，此类材料一般都能诱导周围组织细胞的修复和生长，在生物医学领域具有十分重要的应用。如在创伤骨材料中的PGA(聚羟基乙酸)能促进骨愈合；医用敷料中含有的生物活性玻璃敷料能激活于伤口愈合有关基因的表达，促成纤维细胞的增殖和分化，促进组织修复与再生；牙周手术中常用的GTR(引导组织再生)膜能引导骨源性细胞优先占领修复区域，以对缺损区域进行修复。对于这类促进组织再生的材料，应具有良好的生物相容性和生物可降解性，尽量减小使用过程中对人体的损害。但对于大部分能促进组织再生的材料，往往存在一些缺点，如强度不足，无法用于强度需求较高的场景；只能促进某种组织细胞的再生长，可调控性能不足。
[0003]而这些不足可通过将促进组织再生材料和传统材料的结合来调节材料的性能而得到解决。
[0004]丝蛋白(从天然蚕丝中脱去丝胶的蛋白，又称丝素蛋白)是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，具有优良的生物相容性和良好的物理化学性能，在体内可以缓慢降解为氨基酸,且降解产物对生物体无危险性。研究表明丝蛋白材料具有比其他天然纤维和高性能合成纤维更独特的力学性能，可通过不同方法处理获得多种形态及改变表面性能。但由于再生丝蛋白的力学性能无法完全满足一些人体环境的要求，经常只能应用到一些低强度的生物修复领域。
[0005]促进组织生长材料自身的缺点很大程度上限制了材料的应用范围。为解决这个问题，可以将促进组织再生材料与传统材料相结合，通过特定的工艺，制备出新型的复合材料，能在保留材料优良的生物相容性与修复性能时，赋予该材料一定的强度与功能，拓宽材料的应用范围。如人工韧带的材料PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，治疗效果与自体移植物相似，甚至优于自体移植物，但PET韧带的细胞相容性较差，不利于细胞在其表面黏附、增殖以及骨分化。而再生丝素蛋白可通过纺丝工艺制成纤维状材料，可以将再生丝素蛋白与PET进行混合编织制备人工韧带，并在再生丝素蛋白中加入生长因子，提高韧带的生物相容性，并促进骨髓道细胞的增殖分化。
[0006]虽然在已有的专利中也提到用丝蛋白修饰人工韧带(授权公告号CN203841854U)，但是该专利中的方法只是把PET韧带浸泡在丝蛋白溶液里一段时间，没有对PET纤维进行处
理，所以丝蛋白涂层容易脱落，作用力不强。还有专利中提到用再生丝素蛋白涂覆医用补片(公开号CN 101195043A)，改善了医用补片的生物相容性，降低了使用过程中与机体组织间产生的粘连，但未能进一步促进组织细胞的生长修复。因此，需要一种能够制备出使用更可靠、促进组织修复功能更佳的再生丝素蛋白聚合材料的方法。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种能够促进组织再生的杂化纤维材料及其制备方法，在可用于生物体修复的医用聚合物材料如PET/PP/等基础上，将采用功能性再生丝蛋白纤维与聚合物纤维混合加捻杂化形成新的多级杂化纤维材料。
[0008]本专利技术提出的能够促进组织再生的杂化纤维的制备方法包括以下步骤：
[0009]S1:制备高浓度再生丝蛋白原液；
[0010]S2:制备含促进组织再生的生长因子的再生丝蛋白纺丝原液，所述生长因子为能够促进组织生长的离子、化合物或混合物；
[0011]S3:使用步骤S2中制备的再生丝蛋白纺丝原液纺制含生长因子的再生丝蛋白纤维；
[0012]S4:对聚合物纤维表面进行等离子体处理；
[0013]S5:用丝蛋白溶液对步骤S4中的等离子体处理后的聚合物纤维表面进行涂层修饰；
[0014]S6:将步骤S3中得到的含生长因子的再生丝蛋白纤维同步骤S5中得到的表面修饰后的聚合物纤维按适当比例加捻成纤，制备出杂化纤维。
[0015]优选的，所述生长因子包括但不限于镁离子化合物、钙离子、FGF21或纳米锌。
[0016]优选的，步骤S3中的纺制方法包括湿法纺丝、干法纺丝或静电纺丝。
[0017]优选的，所述聚合物纤维为可用于生物体修复的医用聚合物纤维材料，包括但不限于PET纤维、PP纤维、PCL纤维及其上述纤维的混合纤维。
[0018]进一步的，所述步骤S1中的制备高浓度再生丝蛋白原液的方法为：a)脱胶：将桑蚕蚕丝放入碳酸钠、碳酸氢钠的水溶液或者碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液中，加热煮沸，取出后用纯化水清洗，脱去丝胶蛋白，留下丝蛋白，将丝蛋白烘干，获得干燥后的丝蛋白，备用；b)溶解：将上述干燥后的丝蛋白以溶于溴化锂水溶液中，获得含丝蛋白和少量不溶性颗粒组成的混合液；c)过滤：将混合液经过多次过滤得到澄清的溴化锂蛋白溶液；d)超滤：取澄清溶液加入纯净水稀释后，通入超滤系统脱盐，将最终溶液的丝蛋白浓度浓缩至5
‑
40wt％。
[0019]进一步的，所述步骤S2中的制备含生长因子的再生丝蛋白纺丝原液的方法为：将生长因子于去离子水中搅拌分散，得到分散液，将该分散液缓慢加入到步骤S1中得到的高浓度再生丝蛋白水溶液中，充分混合均匀后即得到含生长因子的高浓度再生丝蛋白纺丝原液，并通过控制分散液的浓度、再生丝蛋白水溶液的浓度及两者的混合比例，控制最终获得的含生长因子的纺丝原液中的丝蛋白的浓度为5
‑
40wt％，。
[0020]进一步的，所述步骤S3中的制备含生长因子的再生丝蛋白纤维的方法为：用步骤S2中配置的含生长因子的再生丝蛋白纺丝原液，采用纺丝设备纺制含生长因子的再生丝蛋白纤维。
[0021]进一步的，所述步骤S4中的对聚合物纤维表面等离子体处理的方法为：将聚合物
纤维置于大气低温等离子放电实验装置中，以气固反应釜作容器，氦气作为载气，电压选择30
‑
50v，电流强度为1
‑
3A，等离子体处理时间为10
‑
200秒。
[0022]进一步的，所述步骤S5中的用丝蛋白溶液对步骤S4中的聚合物纤维表面进行涂层修饰的方法为：向丝蛋白溶液中添加生长因子，搅拌溶解，并将步骤S4中等离子体处理后的聚合物纤维浸泡于上述添加了生长因子的丝蛋白溶液中。
[0023]进一步的，步骤S6中，含生长因子的再生丝蛋白纤维与表面处理后的聚合物纤维的比例为1：99至99：1，优选为1:50至50:1，更优选为1:20至20:1，最优选1:4至4:1。
[0024]本专利技术还提出了一种纤维结构物，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够促进组织再生的杂化纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:制备高浓度再生丝蛋白原液；S2:制备含促进组织再生的生长因子的再生丝蛋白纺丝原液，所述生长因子为能够促进组织生长的离子、化合物或混合物；S3:使用步骤S2中制备的再生丝蛋白纺丝原液纺制含生长因子的再生丝蛋白纤维；S4:对聚合物纤维表面进行等离子体处理；S5:用丝蛋白溶液对步骤S4中的等离子体处理后的聚合物纤维表面进行涂层修饰；S6:将步骤S3中得到的含生长因子的再生丝蛋白纤维同步骤S5中得到的表面修饰后的聚合物纤维按适当比例加捻成纤，制备出杂化纤维。2.根据权利要求1所述的杂化纤维的制备方法，其特征在于，所述生长因子包括但不限于镁离子化合物、钙离子、FGF21或纳米锌。3.根据权利要求2所述的杂化纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的制备含生长因子的再生丝蛋白纺丝原液的方法为：将生长因子于去离子水中搅拌分散，得到分散液，将该分散液缓慢加入到步骤S1中得到的高浓度再生丝蛋白水溶液中，充分混合均匀后即得到含生长因子的高浓度再生丝蛋白纺丝原液，通过控制分散液的浓度、再生丝蛋白水溶液的浓度及两者的混合比例，控制最终获得的含生长因子的纺丝原液中的丝蛋白的浓度为5
‑
40wt％，。4.根据权利要求3所述的杂化纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的制备含生长因子的再生丝蛋白纤维的方法为：用步骤S2中配置的含生长因子的再生丝蛋白纺丝原液，采用纺丝设备纺制含生长因子的再生丝蛋白纤维。5.根据权利要求4所述的杂化纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的纺制方法包括湿法纺丝、干法纺丝或静电纺丝。6.根据权利要求5所述的杂化纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的对聚合物纤维表面进行等离子体处理的方法为：将聚合物纤维置于大气低温等离子放电实验装置中，以气固反应釜作容器，氦气作为载气，电压选择30
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50v，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘也卓，杨文华，
申请(专利权)人：复向丝泰医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：