[发明专利]一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法

说明书

本发明属于生物医学领域，公开了一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法。该组织工程支架由静电纺丝纤维表面复合功能化纳米硒制备而成，制备方法包括以下步骤：(1)制备功能化纳米硒，如用多酚类分子修饰的纳米硒；(2)制备静电纺纤维支架；(3)将(2)中得到的纤维支架浸渍在功能化纳米硒的分散液中，取出，干燥得到复合纤维组织工程支架。静电纺丝纤维将功能化纳米硒均匀固定在其表面，为细胞生长提供固相载体；纳米硒及其修饰的功能化成分赋予支架良好的生物活性。本发明制备复合纤维组织工程支架的工艺简单，可有效促进细胞的增殖和迁移，为组织修复提供理想环境。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法。

背景技术

理想的组织工程支架应能够很好地模仿ECM的自然环境，具有生物相容性和生物活性以促进细胞相互作用。许多有机和无机材料已经被开发专门用于促进组织生长，材料特性会影响生物学结果。通过无机/有机复合制备组织工程可以引入功能化的无机纳米粒子提高有机基体支架材料的生物活性，从而促进组织再生。

硒是人体中重要的微量元素，可调节多种生理功能，例如抗氧化行为，抗炎作用和免疫功能，也是调节骨细胞增殖和分化所必需的。因此，在无机功能纳米粒子材料中，纳米硒在生物医学领域有着非常广泛的应用，包括应用于组织工程支架。纳米硒的优点是可以在零氧化状态(Se⁰)下使用硒，与其他氧化状态(Se⁺⁴、Se⁺⁶)相比，硒具有低毒性和良好的生物利用度；然而，它非常不稳定，很容易转化为非活性形式。虽然，它的稳定性可以通过封装到合适的纳米载体中来实现。另外，纳米硒表面可以修饰各种分子来增强功能性。其中多酚类被广泛用作支架中蛋白亲和组分，将蛋白质或生长因子固定在生物材料上以模仿ECM，有利于细胞生长。

静电纺丝生产的微/纳米纤维与其他形态相比，具有极高的比表面积，可以与细胞相互作用，是细胞粘附和增殖的理想选择。由于其超高的比表面积，方便纳米粒子的附着于均匀分布，因此可作为稳定装载纳米粒子的纳米载体。通过表面沉积是一种将功能纳米或药物分子复合到纤维表面的简便方法之一，由于电纺纤维的高表面体积比，以及功能化纳米粒子提供许多附着位点，赋予组织工程支架高效的生物活性，促进细胞生长和组织修复。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法，该方法可将功能化纳米硒均匀固定在静电纺纤维支架，稳定保持纳米硒的生物活性。纳米硒及其所采用的修饰剂有效促进细胞的增殖和迁移，为组织修复提供理想环境。

本发明的一种纳米硒复合纤维组织工程支架，所述支架由静电纺丝纤维表面复合功能化纳米硒制备而成，制备方法具体包括如下步骤：

(1)制备功能化纳米硒：将还原剂溶液滴加到亚硒酸钠溶液中，进行搅拌反应，然后加入多酚类分子溶液，继续进行搅拌反应，得到纳米溶胶，离心，洗涤，用水分散得到功能化纳米硒分散液；

(2)静电纺丝制备纤维支架：首先将聚合物溶解于溶剂中，搅拌至溶解得到纺丝液；将得到的纺丝溶液进行静电纺丝，得到纤维支架；

(3)复合纤维支架的制备：将步骤(2)中得到的纤维支架浸渍于步骤(1)中得到的功能化纳米硒分散液中，进行机械震荡反应，反应完后洗涤，干燥得到复合纤维支架。

优选地，在步骤(1)中，所述的还原剂溶液的浓度为0.01mol/L～0.2mol/L；亚硒酸钠溶液的浓度为0.05mol/L～0.2mol/L；还原剂与亚硒酸钠的摩尔比为2:1～6:1；多酚类分子溶液的浓度为0.01mol/L～0.2mol/L；多酚类分子与亚硒酸钠的摩尔比为1:1～6:1。

优选地，在步骤(1)中，所述的还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸或半胱氨酸的至少一种。

优选地，在步骤(1)中，所述的多酚类分子为鞣酸、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯或五没食子酰葡萄糖中的至少一种。