[发明专利]一种抗菌修复型静电纺丝胶原蛋白-细菌纤维素复合纳米纤维支架的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于细菌纤维素复合纳米纤维支架的制备领域，具体涉及一种抗菌修复型静电纺丝胶原蛋白-细菌纤维素纳米纤维支架的制备方法。

背景技术

组织工程是将细胞生物学和材料学相结合而形成的一门新生技术。其主要目的和方法是制备一种三维的具有良好生物相容性且能逐渐降解被人体所吸收的细胞外基质材料，在该外源性细胞外基质中种植细胞，在生物反应器中进行培养扩增，形成生物材料-细胞的复合物，然后再将这种复合体植入机体所需部位去代替缺损组织或器官。为此找到合适的外源性细胞外基质来模拟天然组织中的细胞外基质分子的功能对于组织工程具有重大意义，此外理想支架材料还应具有一定的机械强度，良好的血液相容性以及三维多孔结构以便细胞的粘附、生长和增殖。

采用静电纺丝原理制备的仿细胞外基质结构的多孔网状组织工程支架，具有多孔结构，比表面积大，适合于细胞的迁移和增殖。该方法具有制备条件温和，条件要求不高，制备过程聚合物不易降解，且支架能携带并释放药物、蛋白、核酸等多种生物化学物质，高的比表面积使细胞能更好地吸收上述物质且能更好地促进代谢产物的排出，从而更好的调控细胞生物学行为。研究提示，应用静电纺丝法制备纳米组织工程支架前景良好。

采用微生物发酵合成的细菌纤维素作为一种可降解的仿生材料，制成组织器官表膜的商品已经出现；也有研究表明细菌纤维素可制备为软骨工程支架以及骨组织工程支架，能有效的促进伤口的愈合。但目前由静电纺丝细菌纤维素作为基体材料，同时兼有作为组织工程支架又能促进组织修复，还能有效抑制手术感染等功能的商品还为之甚少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可生物降解的，多孔的，抗菌修复型静电纺丝胶原蛋白-细菌纤维素复合纳米纤维支架的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：抗菌修复型静电纺丝胶原蛋白-细菌纤维素复合纳米纤维支架的制备方法，包括以下步骤： 

     1）制备混合溶剂：首先制备离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（AMIMCL），将一定量的甲基咪唑和氯丙烯混合溶液（混合溶液中的甲基咪唑与氯丙烯体积比为1:1.1到1:1.9之间）加入到双口烧瓶中，在氮气中保护五分钟，之后在油浴中恒温加热回流一定时间；用无水乙醚对反应物进行数次萃取，再加入活性炭和去离子水后，在油浴中一定温度下对反应物再次进行数小时回流，过硅藻土得到淡黄色的液体，将其真空旋转蒸发，之后再真空干燥48小时制得AMIMCL；再将4-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）和所制得的( AMIMCL)按照不同的质量比进行混合，混合体系中NMMO的质量分数分别为9-90%；

     2）制备细菌纤维素溶液：取一定量的细菌纤维素溶于上述已干燥的NMMO和AMIMCL混合溶剂中,在密闭容器中油浴加热,保持一定温度,并持续搅拌12-24个小时,可得到黄色液体,制备不同质量分数的0.5-20%的细菌纤维素溶液；

     3）制备胶原蛋白溶液：将一定量的胶原蛋白溶于六氟异丙醇，50℃微热搅拌至完全溶解，得到不同质量分数的0.5-20%的胶原蛋白溶液；

     4）制备细菌纤维素和胶原蛋白混和溶液：将细菌纤维素和胶原蛋白溶液以各种比例混合，得到总质量分数为0.5%-20%的胶原蛋白和细菌纤维素的混合溶液；

     5）制备含有AgNO₃或金、银纳米簇等的细菌纤维素和胶原蛋白混和溶液：将上述细菌纤维素和胶原蛋白混合溶液中加入一定质量的AgNO₃或金、银纳米簇等溶液，充分混匀；

     6）含AgNO₃或金、银纳米簇等的上述混合溶液进行静电纺丝：将一定量的AgNO₃或金、银纳米簇等溶液分散于聚合物溶液中，将含有AgNO₃或金、银纳米簇等的胶原蛋白和细菌纤维素溶液进行有序结构静电纺丝，得到AgNO₃或金、银纳米簇等/胶原蛋白/细菌纤维素复合纳米纤维；

     7）制备载纳米银复合纳米纤维：将静电纺丝得到的AgNO₃/胶原蛋白-细菌纤维素复合纳米纤维在紫外光照射下进行光还原，光还原后的复合纤维颜色逐渐变为浅黄，表明银纳米颗粒的形成；

     8）制备的相关有序多孔结构复合纳米纤维支架用于细胞培养：将相应类型的细胞植入上述各类孔径大小的支架中，然后整体放置于细胞培养液中进行培养，培养一段时间后观察具体效果。