[发明专利]一种壳聚糖微纳米纤维状三维多孔支架及其制备方法

说明书

本发明涉及一种壳聚糖微纳米纤维状三维多孔支架及其制备方法，它采用一定比例的乙酸、1，4‑二氧六环和水的三元混合溶剂溶解壳聚糖，将筛分后的氯化钠颗粒平铺在容器中，倒入壳聚糖溶液，使之完全浸没氯化钠颗粒，置于低温冷冻成型，冻干样品再经碱洗、水洗、冷冻成型和冻干后可获得壳聚糖微纳米纤维状的三维多孔组织工程支架。该制备方法工艺简单，其微观结构呈现可控多孔和微纳米纤维的形态。

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖微纳米纤维状三维多孔支架及其制备方法，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

壳聚糖作为一种天然碱性多糖，具有良好的生物相容性，在组织工程材料领域有重要的应用。壳聚糖制备的组织工程支架具有良好的力学性能、利于细胞的增殖分化以及抗菌消炎等特性，受到研究者广泛地重视。Sundararajan V等人于1999年首次采用相分离技术制备了壳聚糖组织工程支架，其结构为数十到数百微米厚度的片状蜂窝结构，具有较好的力学强度和生物学性能（Biomaterials,1999;20:1133-1142）。胡巧玲等人制备了有序多孔壳聚糖支架（CN101366972），可用于骨组织的修复。支架的微观结构对其生物学性能有重要的影响，研究表明纳米纤维状支架具有较高的比表面积，利于细胞粘附和分化。但单纯的纳米纤维力学强度较低，无法承受支架植入过程的力学载荷。相比而言，微米纤维支架具有较好的力学性能。因此，在支架中同时具有纳米和微米纤维的微观结构则可以克服生物相容性和力学性能之间的矛盾。目前研究者多采用静电纺丝法制备微纳米纤维，静电纺丝法通常只能获得二维的薄膜，且制备时间长。传统的相分离法制备壳聚糖三维组织工程支架通常为片状蜂窝结构，其尺度通常在几十微米。由于壳聚糖分子具有较强的分子间力，其溶解于酸后粘度较大，获得微纳米纤维结构需将壳聚糖的浓度变得很低，但这样制备的支架无力学强度，无法在组织工程中应用。另外，支架需要相互贯通的多孔结构，利于细胞的迁移以及营养物质的传送，单独的相分离法无法有效地控制孔的大小，相分离法结合致孔法则可以达到控制孔大小的目的，使得壳聚糖支架的综合性能更为优良。

发明内容

本发明的主要设想是改变相分离制备方法中传统的水和酸组成的二元溶剂体系，加入一种有机溶剂与水和酸组成一种新型的三元溶剂体系，改变壳聚糖的分子间力，促使壳聚糖在冷冻的过程中形成微纳米纤维，再结合致孔法可得到可控多孔的微纳米纤维状三维壳聚糖支架。

本发明中壳聚糖微纳米纤维状三维多孔组织工程支架的制备方法具体如下所述。

(1) 配制乙酸、1，4-二氧六环和水的三元混合溶剂。

(2) 加入壳聚糖，电磁搅拌溶解24小时。

(3) 将筛分后的氯化钠颗粒均匀的平铺在容器中，倒入壳聚糖溶液，完全浸没氯化钠颗粒，置于低温冷冻成型。

(4)冻干得到干燥样品。

(5)将干燥样品浸没在稀氢氧化钠溶液中，去除残留的乙酸、1，4-二氧六环和氯化钠，再用大量蒸馏水洗净。

(6)样品再经冷冻成型，冻干可得壳聚糖微纳米纤维状三维多孔支架样品。

本发明制得的样品为白色泡沫状，其三维形状可通过在分样中采用不同的容器和分样体积调节。微纳米纤维共存的微观结构赋予支架良好的生物相容性和力学强度，可控的孔结构利于细胞的迁移和营养物质的输送。该制备方法工艺简单，成型性好，与传统的二元溶剂制备的壳聚糖支架相比，其微观结构呈现可控多孔和微纳米纤维的形态。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明内容作进一步的说明，但本发明的实现方式并不局限于此。