本发明专利技术涉及一种海藻酸钙纤维增强的组织工程复合支架制备方法，属于生物医用材料技术领域。它利用相分离技术制备聚酯与海藻酸钙纤维复合支架，以聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸共聚物或聚己内酯为基体，以直径约20μm，长度1－4mm的海藻酸钙短纤维为增强体。制得的三维复合支架孔隙率高达90％以上，利于营养物质和代谢物的输送，适合细胞的黏附、生长和分化。采用海藻酸钙纤维增强后，不仅大幅度提高了复合支架的力学性能，而且调节了复合支架的化学组成，改善了复合支架的生物相容性。本制备方法简单可行，所制备的复合支架能广泛应用于组织工程领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种海藻酸钙纤维增强的组织工程复合支架的制备方法，属于生物医用材料
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技术介绍
海藻酸是一种天然聚阴离子多糖，其化学组成为β -D 一甘露糖醛酸和a -L-古洛糖醛酸经过1，4 一苷键形成的线性聚合物。海藻酸盐的生产历史已有一个多世纪，一般从褐藻、红藻、马尾藻和海带中提取，通常得到的是分子量在7~15万的海藻酸钠，目前广泛地应用于食品、造纸、化妆品和医药领域。海藻酸盐无毒、可降解、与细胞有良好的生物相容性，被公认为是一种理想的天然生物医用高分子材料。在组织工程领域，海藻酸钠水溶液采用多价离子(通常为二价钙离子)交联后可制成各种稳定水凝胶，用于培养干细胞、成骨细胞、胰岛细胞等，细胞能保持活性并良好生长。但海藻酸钙凝胶亲水性太强，使其与细胞的相互作用较弱，而且海藻酸钙中的钙离子易与溶液中的单价离子发生离子交换使其强度不稳定。因此，在组织工程支架的制备过程中，海藻酸盐多与阳离子的天然多糖壳聚糖复合，通过形成稳定的聚电解质来调节亲水性、提高复合支架的强度和结构稳定性。Meng等制备了海藻酸钙/壳聚糖聚电解质复合膜，断裂强度可达52.16MPa，在各种pH和离子强度的溶液中均有良好的稳定性，可应用于伤口敷料和药物释放领域(Meng等，J Mater Sci Mater Med, 21 (2010)1751-1759)。Florczyk等通过调节制备参数制备了不同孔径的海藻酸钙/壳聚糖三维复合支架，成骨细胞在该复合支架上生长良好(Florczyk等，J Biomed Mater Res A, 98(2011) 614-620)。上海`大学尹静波等公开了一种海藻酸钠-壳聚糖皮肤组织工程支架材料及其制备方法，制得的复合支架孔径在100-150μπι，孔隙率大于90%，拉伸强度达到I 一8MPa (CN201210339539.0)。海藻酸盐除了作为支架的基本材料外，可溶性的海藻酸盐还可配制成一定浓度的水溶液，过滤、脱泡后经过喷丝板挤出后送入含有钙离子的凝固浴中，形成不溶于水的海藻酸钙纤维。目前海藻酸钙纤维主要通过非织造布工艺制成各种医用敷料、绷带、伤口充填物等，广泛地应用于医疗领域，但直接利用海藻酸钙纤维制备组织工程复合支架的研究和应用尚未见报导。海藻酸钙纤维具有良好的生物相容性，较高的力学强度，在人体体液中稳定性较好，如能与合成聚酯材料复合制成聚酯一海藻酸钙纤维复合支架，则能取长补短，制备出综合性能优良的组织工程复合支架。
技术实现思路
本专利技术的主要设想是采用海藻酸钙纤维作为增强体，以聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸共聚物或聚己内酯为基体，利用相分离技术制备各种复合支架。复合支架一方面通过海藻酸钙纤维增强支架的力学性能，提高支架的结构稳定性；另一方面通过复配调节复合支架的化学组成，调控支架的降解速率和提高支架的生物相容性，从而获得综合性能优良的组织工程复合支架。本专利技术中复合支架的制备方法具体如下。(I)在50 °C的恒温水浴中，将聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸共聚物或聚己内酯溶解于四氢呋喃或吡啶溶剂中，溶液的质量浓度在3 - 12%之间。(2)将直径为10-30 μ m的海藻酸钙纤维剪成长度为I 一 4 mm的短纤维，按照一定比例加入到上述聚酯溶液中，电磁搅拌均匀后放入预冷的成型模具中。在一 18 °C条件下，将溶液冷冻12小时以上，制得凝胶。(3)凝胶在4°C条件下水置换2天，去除有机溶剂。(4)将水置换后的凝胶再次在一 18 °C条件下冷冻12小时后，在一 60 °C，压力低于30 Pa的条件下冷冻干燥3天，制得海藻酸钙纤维增强的复合支架。本专利技术制得的复合支架外观呈白色，内部多孔，呈三维贯通结构，孔隙率可高达90%以上，利于细胞的粘附和增殖以及营养物质和代谢物的输送。加入的海藻酸钙纤维均匀分布在复合支架中，大幅度增强了支架的力学性能，其压缩模量与未添加海藻酸钙纤维的支架相比可提高40% — 300%。本专利技术中，所选材料均为生物相容性好的合成或天然聚合物，制备方法简单可行，可用作组织工程支架。【具体实施方式】下面结合具 体实施例，对本
技术实现思路
作进一步的说明，但本专利技术的实现方式并不局限于此。实施例1:称取2.0 g聚乳酸，在50 1:下溶解于20 ml四氢呋喃中。海藻酸钙纤维剪成长度I 一 2 mm的短纤维，加入量为0.36g，电磁搅拌均匀。将混合溶液分样倒入预冷的玻璃称量瓶中，放置在一 18 °C的冰柜中冷冻12小时以上，形成聚乳酸一海藻酸钙纤维混合凝胶。将混合凝胶在4 °C条件下水置换2天，每天换水4次，去除四氢呋喃溶剂。将水置换后的混合凝胶再次在一 18 °C条件下冷冻12小时后，将其放入真空干燥机中，在一 60°C，压力30Pa条件下冻干3天，制得聚乳酸一海藻酸钙纤维复合支架。实施例2:称取1.0 g聚乳酸/乙醇酸共聚物，在50 1:下溶解于20 ml吡啶中。海藻酸钙纤维剪成长度2 — 4 mm的短纤维，加入量为0.2g，电磁搅拌均匀。将混合溶液分样倒入预冷的玻璃称量瓶中，放置在一 18 °C的冰柜中冷冻12小时以上，形成聚乳酸/乙醇酸一海藻酸钙纤维混合凝胶。将混合凝胶在4 °C条件下水置换2天，每天换水4次，去除吡啶溶剂。将水置换后的混合凝胶再次在一 18 °C条件下冷冻12小时后，将其放入真空干燥机中，在一 60 °C，压力30Pa条件下冻干3天，制得聚乳酸/乙醇酸一海藻酸钙纤维复合支架。实施例3:称取1.6 g聚己内酯，在50 °〇下溶解于20 ml四氢呋喃中。海藻酸钙纤维剪成长度I 一 2 _的短纤维，加入量为0.64g，电磁搅拌均匀。将混合溶液分样倒入预冷的玻璃称量瓶中，放置在一 18 °C的冰柜中冷冻12小时以上，形成聚己内酯一海藻酸钙纤维混合凝胶。将混合凝胶在4 °C条件下水置换2天，每天换水4次，去除四氢呋喃溶剂。将水置换后的混合凝胶再次在一 18 °C条件下冷冻12小时后，将其放入真空干燥机中，在一 60 °C，压力30Pa条件下冻干3天，制得聚己内酯一海藻酸钙纤维复合支架。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海藻酸钙纤维增强的组织工程复合支架的制备方法，其特征在于包括如下操作步骤：（1）配制一定浓度的聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸共聚物或聚己内酯溶液；（2）加入一定比例的海藻酸钙纤维，电磁搅拌均匀；（3）将混合溶液置于成型模具中，在－18℃条件下，将溶液冷冻12小时以上，制得聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸共聚物或聚己内酯和海藻酸钙纤维的复合凝胶；（4）在4℃条件下，水置换复合凝胶中的溶剂，时间为2天，每天换去离子水4次；（5）将水置换后的复合凝胶取出，再次在－18℃条件下冷冻12小时以上；（6）将冷冻物在冷冻干燥机中冻干3天以上，制得海藻酸钙纤维增强的复合支架。
【技术特征摘要】
1.一种海藻酸钙纤维增强的组织工程复合支架的制备方法，其特征在于包括如下操作步骤: (1)配制一定浓度的聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸共聚物或聚己内酯溶液； (2)加入一定比例的海藻酸钙纤维，电磁搅拌均匀； (3)将混合溶液置于成型模具中，在-18°C条件下，将溶液冷冻12小时以上，制得聚乳酸、聚乳酸/乙醇酸共聚物或聚己内酯和海藻酸钙纤维的复合凝胶； (4)在4°C条件下，水置换复合凝胶中的溶剂，时间为2天，每天换去离子水4次； (5)将水置换后的复合凝胶取出，再次在一18°C条件下冷冻12小时以上； (6)将冷冻物在冷冻干燥机中冻干3天以上，制得海藻酸钙纤维增强的复合支架。2.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪学军，楼涛，宋国君，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：
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