[发明专利]一种三维复合多孔支架的制备方法及其三维复合多孔支架

说明书

本发明公开了一种三维复合多孔支架的制备方法及三维复合多孔支架，涉及生物支架技术领域，包括S1：将聚己内酯和纤维素纳米晶溶于有机溶剂，混合均匀后进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；S2：将纳米纤维膜在混合溶剂中机械搅拌破碎，过筛得到短纳米纤维丝，并抽滤得到湿物料；S3：将湿物料分散在无水乙醇和去离子水的混合溶液中，并在50～57℃温度下进行热自聚集反应5min，得到团聚体，然后在真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得到三维复合多孔支架。本发明公开的一种三维复合多孔支架的制备方法及三维复合多孔支架采用了热自聚集方法制备复合多孔支架，得到孔隙率高、互通性好的多孔支架。

技术领域

本发明涉及组织工程材料技术领域，特别涉及一种三维复合多孔支架的制备方法及其三维复合多孔支架。

背景技术

近年来，骨组织工程快速发展，这为骨缺损修复提供了新的技术可能。组织工程是将细胞、材料和加工方法相结合制备出支架可以作为工程化的三维微环境，用于细胞粘附、增殖、分化和细胞外基质的形成。再以合适的生物化学和物理化学因素相配合，由于支架的物理和化学性质决定的微环境对细胞功能和随后的组织再生起着至关重要的作用，从而改善或替代原有的生物组织。

在天然的骨组织的细胞外基质中，直径从几十纳米到几百纳米的胶原纤维是主要成分。而在组织工程中，如何制备具有互穿大孔、高孔隙率、较好地模仿天然细胞外基质结构且在体外培养中能极大提高细胞长期生存的可能性，最终产生功能化的组织的纳米纤维支架仍是一个重大的技术挑战。三维支架提供了大的比表面积和孔隙结构，支架可以增强细胞和组织的功能，以支持大量细胞的粘附和生长。孔隙度提供足够的空间，允许细胞悬浮，并穿透三维结构。多孔结构也促进了细胞外基质的生成，从营养介质中输送营养物质，并排泄废物。因此，适当的孔隙大小以及均匀分布和相互连通的孔隙结构对于整个支架结构较易地分布细胞是至关重要的。支架的制备方法在过去的几十年中，已经对组织工程支架进行了广泛的研究，有多种材料与技术已经被应用于组织工程领域。其中多种三维多孔支架的制备方法，包括多层交替电纺，机械挤压成型，模板法和添加致孔剂等但制备的支架缺少互连互通的孔洞结构且可能存在制孔剂残留等缺点。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术制备的三维支架缺少互连互通的分层孔洞结构的问题，提供了一种简单有效的三维复合多孔支架的制备方法，采用了热自聚集方法制备复合多孔支架，得到孔隙率高、互通性好的多孔支架。

本申请还公开了一种三维复合多孔支架。

为了实现上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：一种包括以下步骤：

S1：将聚己内酯和纤维素纳米晶溶于有机溶剂，混合均匀后进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；

S2：将纳米纤维膜在混合溶剂中机械搅拌破碎，过筛得到短纳米纤维丝，并抽滤得到湿物料；

S3：称取适量的湿物料分散在无水乙醇和去离子水的混合溶液中，并在50～57℃温度下进行热自聚集反应3-10min，得到团聚体，然后在真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得到三维复合多孔支架。

在上述技术方案中，将破碎过筛的纳米纤维膜和聚己内酯在热水下进行热自聚集反应，得到三维复合多孔支架，该方法制备的三维复合多孔支架孔隙率高、互通性好，细胞相容性好。同时，在上述技术方案中，采用先静电纺丝，再机械破碎的方法制备用于热自聚集反应的湿物料，其制备方法简单、制备条件容易达到，便于推广利用。此外，在该制备方法中，破碎后的短纳米纤维先过滤后再在无水乙醇和去离子水的混合溶液中热自聚集反应，便于短纳米纤维丝能够充分均匀的悬浮在混合溶剂中，形成较高孔隙率的支架结构。

进一步地，所述有机溶剂为二氯甲烷和二甲基酰胺的混合溶剂。