專利名稱：一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組織支架及其制備方法，更具體地，涉及一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架及其制備方法。
背景技術(shù)：
組織工程中通常采用將合適的細(xì)胞與可降解的支架結(jié)合的方法，建立體內(nèi)的功能性組織。用這種方法能夠建立單一組織，但無(wú)法建立形態(tài)復(fù)雜、功能協(xié)調(diào)的復(fù)合組織。在骨骼肌系統(tǒng)中，肌肉與骨骼需要有序的結(jié)合以便將力在整個(gè)肌腱系統(tǒng)中傳導(dǎo)，因此，制造有功能的肌腱聯(lián)結(jié)點(diǎn)(MTJ)，是重建復(fù)雜的骨骼肌系統(tǒng)的關(guān)鍵。
理想的肌肉支架應(yīng)當(dāng)具有適應(yīng)性、多孔性、能介導(dǎo)肌纖維的排列、包含相關(guān)生長(zhǎng)因子，并能促進(jìn)細(xì)胞的存活和增殖；理想的肌腱支架需要的大部分要求與肌肉支架相同，如孔隙度、排列方式、整合生長(zhǎng)因子，促進(jìn)細(xì)胞的存活和擴(kuò)散，但其支架的機(jī)械需求與肌肉支架截然相反，肌腱支架應(yīng)硬直而肌肉支架應(yīng)柔順。因此，理想的MTJ的支架，需要同時(shí)具有這兩種不同的機(jī)械性質(zhì)。肌肉產(chǎn)生的力量通過(guò)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳送，肌腱的功能是將肌肉產(chǎn)生力傳遞到目標(biāo)地點(diǎn)的連接物，需要高剛度值。由于材料剛度差異，肌肉和肌腱組織對(duì)于壓力的回應(yīng)會(huì)造成不同的形變。對(duì)于同樣的給定壓力，肌肉比肌腱的形變比更高，而兩者交界處具有介于中間的形變量。目前，通常是獨(dú)立建立肌肉與肌腱系統(tǒng)，并沒(méi)有將他們整合為一個(gè)復(fù)雜的組織。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備具有兩種不同機(jī)械性質(zhì)的肌肉肌腱復(fù)合組織的支架及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架，其特征在于支架由復(fù)合纖維材料采用聯(lián)合電紡制成，支架分為高強(qiáng)度區(qū)、中等強(qiáng)度區(qū)、低強(qiáng)度區(qū)三個(gè)區(qū)域，復(fù)合纖維材料由重均分子量為5-30萬(wàn)的有機(jī)高分子以及生長(zhǎng)因子構(gòu)成。
所述的有機(jī)高分子為聚乳酸、聚ε-己內(nèi)酯及膠原。
一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架的制備方法，包括如下步驟
(1)將聚乳酸/膠原以1 1-1 2的質(zhì)量比混合，聚ε-己內(nèi)酯/膠原以 1:1-1: 3的質(zhì)量比混合，溶于有機(jī)溶液中，配制成靜電紡絲溶液。
(2)用聯(lián)合電紡來(lái)創(chuàng)建三個(gè)不同的支架區(qū)域聚ε-己內(nèi)酯/膠原區(qū)域，聚乳酸 /膠原區(qū)域，以及重疊區(qū)域；用紅色橡膠作為屏障控制重疊區(qū)域邊界；兩種溶液各5-10ml 以孔徑為15-20mm的鈍針進(jìn)行紡絲，通過(guò)注射泵控制流速為llml/h，靜電紡絲電壓為 20-30kv ；芯棒的長(zhǎng)度為5-15cm，屏障分別放置在離聚ε -己內(nèi)酯/膠原區(qū)域端2-5cm、離聚乳酸/膠原區(qū)域端2-5cm處，重疊區(qū)域?yàn)閘-3cm ；芯棒邊緣與針頭之間的距離是5-15cm， 旋轉(zhuǎn)速率約為900-1100RPM;支架沿芯棒的長(zhǎng)邊取下，尺寸約10-12. 9cm，然后將支架置于1-3%戊二醛蒸汽中使膠原與蒸汽交聯(lián)2-5小時(shí)，最后將支架在真空中保存。
所述的有機(jī)高分子混合物所對(duì)應(yīng)的溶劑分別為聚乳酸/膠原溶于丙酮或六氟丙烯；聚乳酸/膠原溶于二甲基甲酰胺或二甲基甲酰胺與丙酮的混合液 ’聚ε -己內(nèi)酯/膠原溶于氯仿或六氟丙烯 ’聚ε -己內(nèi)酯/膠原溶于氯仿和乙醇的混合液。
所述的聚乳酸/膠原質(zhì)量濃度為5-10% W/V，聚ε _己內(nèi)酯/膠原質(zhì)量濃度為10-20% ff/Vo
本發(fā)明的有益效果按照本發(fā)明的方法制備的纖維支架，利用聯(lián)合電紡來(lái)創(chuàng)建三個(gè)不同的支架區(qū)域，聚乳酸有良好生物相容性、生物可降解性并具有相對(duì)較高的強(qiáng)度 ’聚 ε -己內(nèi)酯具有良好的生物相容性、生物降解性及較低的強(qiáng)度；兩種聚合物都與膠原混合， 可以改善細(xì)胞粘附性，用戊二醛交聯(lián)可以增加支架的機(jī)械完整性，并防止膠原溶于水；工藝簡(jiǎn)單、成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，可應(yīng)用于制造肌肉肌腱復(fù)合組織的支架。
具體實(shí)施例方式
以下描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但并非用以限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
按照如下方法用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架
(1)配制靜電紡絲溶液將聚乳酸膠原以1 1的質(zhì)量比混合，聚ε -己內(nèi)酯/膠原以1 1的質(zhì)量比混合，溶于六氟丙烯；其中，聚乳酸/膠原質(zhì)量濃度為5%w/v，聚ε-己內(nèi)酯/膠原質(zhì)量濃度為10% W/V。
(2)制備支架用聯(lián)合電紡來(lái)創(chuàng)建三個(gè)不同的支架區(qū)域聚ε-己內(nèi)酯/膠原區(qū)域，聚乳酸/膠原區(qū)域，以及重疊區(qū)域；用紅色橡膠作為屏障物來(lái)更好地控制重疊；兩種溶液各5ml以孔徑為18mm的鈍針進(jìn)行紡絲，通過(guò)注射泵控制流速為lml/h，靜電紡絲電壓為 20kv;芯棒的長(zhǎng)度為10cm，屏障分別放置在離聚ε-己內(nèi)酯/膠原區(qū)域端3. 5cm、離聚乳酸 /膠原區(qū)域端3. 5cm處，重疊區(qū)域?yàn)?cm ；芯棒邊緣與針頭之間的距離是10cm，旋轉(zhuǎn)速率約為1000RPM ；支架沿芯棒的長(zhǎng)邊取下來(lái)，尺寸約11cm，然后將支架置于2. 5%戊二醛蒸汽中使膠原與蒸汽交聯(lián)2小時(shí)，最后將支架在真空中保存。
權(quán)利要求
1.一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架，其特征在于支架由復(fù)合纖維材料采用聯(lián)合電紡制成，支架分為高強(qiáng)度區(qū)、中等強(qiáng)度區(qū)、低強(qiáng)度區(qū)三個(gè)區(qū)域，復(fù)合纖維材料由重均分子量為5-30萬(wàn)的有機(jī)高分子以及生長(zhǎng)因子構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架，其特征在于所述的有機(jī)高分子為聚乳酸、聚ε-己內(nèi)酯及膠原。
3.一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架的制備方法，包括以下步驟(1)將聚乳酸/膠原以1 1-1 2的質(zhì)量比混合，聚ε-己內(nèi)酯/膠原以1 :1-1:3 的質(zhì)量比混合，溶于有機(jī)溶液中，配制成靜電紡絲溶液。(2)用聯(lián)合電紡來(lái)創(chuàng)建三個(gè)不同的支架區(qū)域聚己內(nèi)酯/膠原區(qū)域，聚乳酸/膠原區(qū)域，以及重疊區(qū)域；用紅色橡膠作為屏障控制重疊區(qū)域邊界；兩種溶液各5-10ml以孔徑為15-20mm的鈍針進(jìn)行紡絲，通過(guò)注射泵控制流速為Uml/h，靜電紡絲電壓為20_30kv ；芯棒的長(zhǎng)度為5-15cm，屏障分別放置在離聚ε -己內(nèi)酯/膠原區(qū)域端2-5cm、離聚乳酸/膠原區(qū)域端2-5cm處，重疊區(qū)域?yàn)閘-3cm ；芯棒邊緣與針頭之間的距離是5-15cm，旋轉(zhuǎn)速率約為 900-1100RPM ；支架沿芯棒的長(zhǎng)邊取下，尺寸約10-12. 9cm，然后將支架置于戊二醛蒸汽中使膠原與蒸汽交聯(lián)2-5小時(shí)，最后將支架在真空中保存。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)高分子混合物所對(duì)應(yīng)的溶劑分別為聚乳酸/膠原溶于丙酮或六氟丙烯； 聚乳酸/膠原溶于二甲基甲酰胺或二甲基甲酰胺與丙酮的混合液 ’聚ε -己內(nèi)酯/膠原溶于氯仿或六氟丙烯 ’聚ε -己內(nèi)酯/膠原溶于氯仿和乙醇的混合液。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架的制備方法，其特征在于所述的聚乳酸/膠原質(zhì)量濃度為5-10% W/V，聚ε -己內(nèi)酯/膠原質(zhì)量濃度為10-20% ff/Vo
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備肌肉肌腱復(fù)合組織的支架及其制備方法，支架由復(fù)合纖維材料采用聯(lián)合電紡制成，支架分為高強(qiáng)度區(qū)、中等強(qiáng)度區(qū)、低強(qiáng)度區(qū)三個(gè)區(qū)域，復(fù)合纖維材料由重均分子量為5-30萬(wàn)的有機(jī)高分子以及生長(zhǎng)因子構(gòu)成；本發(fā)明的有益效果按照本發(fā)明的方法制備的纖維支架，利用聯(lián)合電紡來(lái)創(chuàng)建三個(gè)不同的支架區(qū)域，聚乳酸有良好生物相容性、生物可降解性并具有相對(duì)較高的強(qiáng)度；聚ε-己內(nèi)酯具有良好的生物相容性、生物降解性及較低的強(qiáng)度；兩種聚合物都與膠原混合，可以改善細(xì)胞粘附性，用戊二醛交聯(lián)可以增加支架的機(jī)械完整性，并防止膠原溶于水；工藝簡(jiǎn)單、成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，可應(yīng)用于制造肌肉肌腱復(fù)合組織的支架。
文檔編號(hào)A61L27/54GK102512707SQ20111034492
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者許杉杉, 韓志超 申請(qǐng)人:無(wú)錫中科光遠(yuǎn)生物材料有限公司