[发明专利]纤维材料及其制备方法与应用

说明书

本公开提供了一种纤维材料及其制备方法和应用。所述纤维材料包括多根目标纤维，其中每根目标纤维经过多个聚阴离子与多个原胶原自组装结合形成。每根目标纤维中，多个聚阴离子与多个原胶原之间通过分子间作用力结合，所述纤维材料具有与天然胶原结构接近的微观结构，可在较接近生理条件下实现仿生矿化，形成胶原内矿化结构，并应用于制备仿生骨材料。

技术领域

本说明书涉及新型材料技术领域，具体涉及一种纤维材料及其制备方法与应用。

背景技术

人体骨组织常因为手术或创伤导致缺损。临床上，骨移植技术是常用的骨缺损修复手段之一，但骨移植技术中缺少合适的供体一直是临床上面临的重要问题，寻找合适的生物材料作为骨移植供体的可替代物至关重要。临床常用的骨移植物包括自体骨、异体骨、异种骨等，其中自体骨一直被认为是骨缺损治疗的“金标准”。因此，如何人工体外制备得到与人体骨组织结构类似的新材料作为骨移植供体替代物是现阶段的研究热点，研究已经表明骨组织实际上是由大量胶原蛋白和羟基磷灰石矿物质(Hydroxyapatite，简称HAp)所构成的复合材料，其中，胶原蛋白含量约占20％，HAp含量约为70％。

传统技术通过将胶原材料浸泡在人工模拟体液(Simulated body fluid，简称SBF)中，SBF中的Ca²⁺及PO₄^3-在胶原上缓慢沉积形成核结晶，制备得到一种胶原/羟基磷灰石复合材料。然而这种方法仅仅模拟了骨组织的化学组成，羟基磷灰石仅仅是单纯地沉积在胶原上，通过此方法制备得到的胶原/羟基磷灰石复合材料中胶原和矿物质的结合不够紧密，无法从微观上模拟骨组织的内矿化结构。

此外，聚合物诱导前驱体仿生矿化工艺(Polymer-induced liquid-precursor，简称PILP)通过聚丙烯酸/聚天冬氨酸等酸性聚合物，在体外实现骨组织中胶原纤维的仿生内矿化结构。其中，聚丙烯酸、聚天冬氨酸等酸性聚合物能够作为稳定剂，抑制SBF中的Ca²⁺及PO₄^3-过早成核结晶。尽管PILP能够实现胶原纤维的有序内矿化，但是由于聚丙烯酸、聚天冬氨酸等酸性聚合物的添加量较高，难以实现模拟生理条件下制备骨组织的致密胶原结构。

发明内容

基于此，有必要提供一种较接近生理条件、可实现仿生内矿化的纤维材料及其制备方法与应用。

第一方面，本说明书提供一种纤维材料，包括多根目标纤维，其中每根目标纤维经过多个聚阴离子与多个原胶原自组装结合形成。

在一些实施例中，所述目标纤维直径介于10nm到200nm之间。

在一些实施例中，按照重量份数计，所述原胶原为90.0-99.8重量份；和/或所述聚阴离子为0.2-10.0重量份。

在一些实施例中，所述聚阴离子包括聚丙烯酸、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、透明质酸、丝素、丝胶、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、羧基化聚乙二醇、聚乙二醇/聚丙烯酸聚合物、硫酸角质素、硫酸软骨素、多聚磷酸以及聚乙烯基磷酸中的至少一种电离后对应的聚离子。

在一些实施例中，所述聚阴离子的质均分子量介于2000到450000之间。

在一些实施例中，每根目标纤维在经过所述多个聚阴离子与所述多个原胶原自组装结合后还进一步经过内矿化形成。

在一些实施例中，所述多根目标纤维中的每个目标纤维内还形成有多个目标矿物质颗粒。

在一些实施例中，所述多根目标纤维之间还形成有多个所述目标矿物质颗粒。

第二方面，本说明书提供一种纤维材料，包括多根目标纤维，其中每根目标纤维包括：多个原胶原；以及多个聚阴离子，在所述目标纤维内同所述多个原胶原结合。