[发明专利]以纤维蛋白原为基础的三维多孔纳米支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以纤维蛋白原为基础的三维多孔纳米支架及其制备方法，属于医学组 织工程领域。

背景技术

组织工程是20世纪80年代提出的新型交叉学科，它主要是利用生物科学和工程学原 理，开发用于修复、重建和维持受损组织和器官结构和功能的科学。组织工程的研究主要 集中在三维支架的构建和种子细胞选择领域。理想的组织工程支架应具有以下特点：(1)良 好的生物相容性，表面微结构和生物特性有利于种子细胞的黏附与增殖；(2)适当的机械性 能，符合替代部位组织器官的力学性能；(3)特定的生物可降解性，生物材料的降解速率必 须与种子细胞合成细胞基质的速率相互匹配；(4)类似于天然细胞外基质的三维结构和生物 学功能，有利于种子生长和分泌细胞外基质；(5)生物材料及其降解产物在体内不引起炎症 反应和产生毒副作用，从而保证组织工程器官构建成功。目前应用于构建组织工程支架的 可降解生物材料主要有两类，即天然生物材料和人工合成的高分子材料。天然材料一般都 具有清水、生物相容性及细胞亲和性好的特点，但缺点是力学性能差、降解速度快、加工 性能差。人工合成的高分子材料不仅具有良好的物理机械性能，而且易于加工，比较容易 地进行批量生产并且可以根据特殊用途改变其特点，可通过改变工艺调节降解速度；但人 工合成材料多为疏水性，不利于种子细胞的黏附与增殖。因此将两者混合，理论上就克服了 两者的不足，构建的组织工程支架具有良好的应用前景。

纤维蛋白原是参与凝血过程后期阶段的一个血浆糖蛋白。在凝血过程中，纤维蛋白原 在凝血酶的作用下水解转变成纤维蛋白，最终形成血凝块。纤维蛋白原不仅参与凝血功能， 其在创伤修复和肿瘤生长过程中也发挥了作用，近年来作为组织工程支架的优势逐渐引起 人们的重视。纤维蛋白原来源广泛，不仅可以从自身获得，而且可以从哺乳动物身上获得。 目前纤维蛋白原主要是以胶体形式(纤维蛋白胶)在促进伤口愈合、封闭组织缺损、防止 组织粘连等方面获得广泛应用，并且已显示其有良好的组织相容性。在组织工程中，纤维 蛋白原是一种生物活性材料，可作为细胞生长的支架材料，其主要采用其胶体形式应用于 组织工程支架，但以纯纤维蛋白胶构建的组织工程支架还缺乏足够的机械强度，在体内还 不能够抵抗生理性的动态环境，难以满足组织工程支架的需求；而且以纤维蛋白胶构建组 织工程支架多需要种子细胞与纤维蛋白原混合后再形成纤维蛋白胶，不利与支架的消毒与 大规模应用。

合成材料，如：聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸/聚己内酯等，凭借其良好的力学性能、组 织相容性、可控的生物降解性和易加工成型性能在组织工程中得到了广泛的应用。但是这 些合成材料缺乏生物活性。将这些具有合成材料与具有生物活性的纤维蛋白原复合是构建 具有良好生物活性、适宜机械强度组织工程支架的一条行之有效的途径。

天然细胞外基质呈纳米级构造，利用不同纳米技术构建组织工程器官是组织工程发展 的新趋势。为构建与细胞外基质相类似的纳米三维结构，已有研究者采用了不同的实验方 法。如：分子自组装技术，相分离技术及静电纺丝技术。其中，静电纺丝技术制备的无纺 纤维膜具有高比表面积、高孔隙率、孔隙相连性好等特点，与正常组织细胞外基质的结构 非常类似，有利于细胞的黏附吸附和生长。而且，静电纺丝具有使用简便快捷、成本低廉、 结构可控等优点。现有文献中未见以静电纺丝方式生产以纤维蛋白原为基础的三维多孔纳 米支架的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维多孔纳米支架及其制备方法，所述支架具有良好的生物 活性，适宜的机械强度，可控的降解速率，可用来替代各种原因造成的弹性组织缺失。

为实现上述目的，本发明提供了一种以纤维蛋白原为基础的三维多孔纳米支架，其特 征在于，由纤维蛋白原以及聚乳酸/聚己内酯共聚物制成。

所述纤维蛋白原与聚乳酸/聚己内酯共聚物的质量比为1∶5～12∶5。

所述聚乳酸/聚己内酯共聚物中聚乳酸与聚己内酯的质量比为5∶5～8∶2。

所述聚乳酸/聚己内酯共聚物的分子量为5万～30万。

本发明还提供了上述以纤维蛋白原为基础的三维多孔纳米支架的制备方法，其特征在 于，具体步骤为：

第一步：将纤维蛋白原溶解在由体积比为9∶1的六氟异丙醇和10×DMEM培养基混合 而成的溶剂中制备成质量分数为80～120mg/ml的纤维蛋白原液；