[发明专利]一种携带药物的多层组织工程微纳结构支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层组织工程微纳结构支架的制备方法。

背景技术

用于组织工程的支架多种多样，如金属支架，陶瓷支架和高分子支架等，其中高分子支架由于其可降解性以及优良的生物相容性，被广泛使用。静电纺丝技术是制备高分子支架的常用技术之一，一般可制备纳米级或亚微米级的无纺布纤维膜。微流控技术是一种可以制备出均匀、小尺寸、单分散微球或微囊的技术。制备的高分子组织工程支架往往希望具有类似细胞外基质的三维结构，以便能够模仿体内环境，达到较好的治疗目的。现有的静电纺丝纤维膜大都只能提供一个二维结构而非三维结构，如公开号为CN103316378A的中国专利，主要报道了一种HMGB1骨组织工程支架材料及其制备方法，再如公开号为CN103341209A的中国专利，其利用静电纺丝技术制备丝素蛋白纳米纤维膜，还有公开号为CN103266419A的中国专利，主要介绍了一种纳米纤维毡的制备方法，以上报道均对纤维支架做了一些修饰，但是由于本身的二维结构，植入体内后，并不能模拟细胞外基质环境，其应用效果必定会受到影响。目前还有一些介绍静电纺丝技术制备三维支架的报道，如公开号为CN103266421A的中国专利，其利用双向静电纺丝技术制备了一种血管支架，但制成的三维管状支架在后期溶剂挥发过程中，极容易坍塌，从而破坏三维结构。公开号为CN103320877A的中国专利，考察了一种可降解组织工程三维支架的制备方法及设备，其通过三自由度机械手调节喷头的位置可得到三维支架，但后续将接收板浸入水中使三维支架脱落的过程会使结构损坏。现在还没有将静电纺丝技术与微流控技术结合起来制备一个多层微纳结构三维支架的报道。该结构中微球尺寸较小，大小均一，微球和纤维排布整齐，可载入不同亲疏水性药物。该微纳支架能够很好的模拟细胞外基质环境，为组织的修复提供了一种新型材料。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一种携带药物的多层组织工程微纳结构支架的制备方法，以制备根据需要载入不同亲疏水性药物多层微纳结构三维支架，使之微球和纤维排布整齐，可载入不同亲疏水性药物，很好的模拟细胞外基质环境，为组织的修复提供一种新型材料。

本发明要实现该发明目的，所采用的技术方案是：

一种携带药物的多层组织工程微纳结构支架的制备方法，包含以下主要手段：

1)14-25份重的可生物降解的高分子材料、适量份重的疏水性药物和86-75份重有机溶剂混合均匀作为纺丝液，之后利用静电纺丝技术制备出纤维丝，将其收集在培养皿中，即成一层纤维膜；

2)0.227-0.910份重的碳酸钙、1-2份重的海藻酸钠、适量份重的亲水性药物与蒸馏水混合均匀，作为微流控体系的水相;将0.21-1.05份重的醋酸、8份重的蓖麻酸聚甘油酯与100份重大豆油混合均匀，作为微流控体系的油相;之后采用微流控装置制备，控制微流控装置的流速制得直径控制在100-300微米的海藻酸钙微球;

3)将2)得到的微球混合在油相中均匀地接收在1)所得纤维膜上，静置，微球由于重力沉降到纤维膜上，通过控制接收时间和接收密度可正好使微球铺满一层，吸走油相;再通过1)的静电纺丝向该层微球上喷洒一层纤维膜,得到两层纤维膜夹一层海藻酸钙微球的三明治夹层结构;

4)再次执行3)的操作,执行n次后得到n层微球，n+1层纤维膜的目标结构三维立体支架。

其中，n可以根据实际需要取值。

与现有技术相比，本发明的优势效果是：

（1）区别于传统静电纺丝技术所制备的二维支架结构，该结构提供了一个模拟细胞外基质环境的三维立体结构，更有利于组织的生成。（2）微流控技术制备的微球均一性和单分散性良好，尺寸更小，更有利于氧气，营养物质的渗入。（3）该结构将电纺纤维高孔隙率，大比表面积以及良好的通透性等优点，与微球的无毒性，其内药物的缓释性以及形成条件温和等优点结合起来，可达到单一支架所不具备的优越性能。（4）微球中载入亲水性药物，另可在静电纺丝纤维中载入疏水性药物，从而实现亲疏水性药物的同时释放。