專利名稱：一種組織工程支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及生物材料領(lǐng)域，尤其涉及一種絲素蛋白纖維組織工程支架。
背景技術(shù)：
疾病和創(chuàng)傷引起的組織、器官的缺損或功能障礙是人類健康所面臨的主要危害之一。如何克服自體或異體組織、器官移植中存在的“以創(chuàng)傷修復創(chuàng)傷”、供體來源不足、免疫排斥等缺陷，從根本上解決組織、器官缺損修復和功能重建等問題，已成為生命科學領(lǐng)域的國際性前沿課題。很久以來，人們一直夢想人體的組織或器官能像機器的零件一祥，可以在エ廠內(nèi) 大批量生產(chǎn)，一旦體內(nèi)的組織或器官出現(xiàn)問題，便可以用“新的零件”更換。組織工程的提出、建立和發(fā)展，為解決這ー問題提供了新的策略。組織工程學是ー門新興的交叉學科，它融合了工程學和生命科學的基本原理和方法，目的是在體外構(gòu)建ー個有生物活性的種植體，植入體內(nèi)修復組織缺損，替代器官功能。目前，利用靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域。靜電紡絲技術(shù)能夠直接、連續(xù)地制備聚合物納米纖維，靜電紡絲技術(shù)具有エ藝流程短、制品功能優(yōu)異，如比表面積大、孔隙率高、纖維均一性好等等優(yōu)點。另ー方面，由于絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，含有18種氨基酸，同時具有良好的機械性能和理化性質(zhì)，所以是理想的組織工程支架材料。但是，眾所周知，靜電紡絲的エ藝基本成熟，但其產(chǎn)量還僅僅局限于實驗室制備和小批量生產(chǎn)，這已成為制約納米纖維應(yīng)用和靜電紡絲技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸問題。因此，有必要研制ー種可以實現(xiàn)小批量或大批量生產(chǎn)的組織工程支架。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的問題是提供一種可以實現(xiàn)小批量或大批量生產(chǎn)的納米纖維組織工程支架。為解決上述問題，本實用新型掲示了一種組織工程支架，所述組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維排列沉積而成的組織結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維隨機排列沉積而成的組織結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述氣泡靜電紡絲素蛋白纖維的直徑為20nm至120nm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型所掲示的組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維排列而成的組織結(jié)構(gòu)，氣泡靜電紡可以實現(xiàn)小批量或大批量生產(chǎn)，且纖維的最小直徑可控制在納米級，絲素蛋白纖維的應(yīng)用使產(chǎn)品具有良好的機械性能和理化性質(zhì)。

圖I是本實用新型中組織工程支架纖維的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行詳細地描述。如圖I所示，本實用新型掲示了一種組織工程支架，該組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維I排列沉積而成的組織結(jié)構(gòu)，其中氣泡靜電紡絲素蛋白纖維I的排列為隨機排列。 靜電紡絲法是通過高壓靜電產(chǎn)生的電場カ拉伸聚合物溶液或熔體來制備納米纖維的重要方法，也是制備納米纖維最直接最簡單的方法。與其它常用紡絲方法相似，在靜電紡絲エ藝過程中，聚合物溶液或熔體首先被裝入貯液池，溶液或熔體經(jīng)管道導入微細管，然后再通過微細管ロ進行紡絲。但與傳統(tǒng)的干、濕法紡絲直接通過微細管擠壓噴射成絲方法不同的是，靜電紡絲方法的主要原理是使溶液或熔體在微細管ロ形成穩(wěn)定的帶電小液滴，根據(jù)電流體動力學，受電場力作用，液滴在靜電場中將變形為錐體(泰勒錐)，當電場カ大于表面張カ時有射流從泰勒錐頂端射出。射流在電場中飛行過程中溶劑逐漸揮發(fā)而聚合物固化成絲，然后沉積在收集裝置上。這種傳統(tǒng)的靜電紡絲法其產(chǎn)量低，其エ業(yè)應(yīng)用受到了限制。氣泡靜電紡絲法是ー種新型靜電紡絲方法，能實現(xiàn)靜電紡纖維一定程度的批量生產(chǎn)。氣泡靜電紡絲法的基本原理是利用在溶液中通壓縮氣體的方法在自由液面生成單個或多個有規(guī)律且較均勻的氣泡狀凸起，氣泡在靜電場中相當于傳統(tǒng)靜電紡絲方法中的泰勒錐。利用安裝在溶液底部且豎直向上的金屬電極與接收極板間形成高壓靜電場，在靜電場作用下，溶液中的電荷被極化分布在溶液表面特別是氣泡表面，當電場カ等于或大于溶液表面張カ時，將有射流從氣泡頂端射出。射流飛出時，氣泡由于受靜電カ、表面張カ和內(nèi)外壓カ等作用變得不穩(wěn)定，再加上氣泡極薄，極易破裂，氣泡膜分裂成無數(shù)根射流，射流在靜電力作用下飛向負極板，期間溶劑揮發(fā)，射流固化成超細和納米纖維沉積在收集板上，形成以無紡布形式存在的納米纖維膜。由于在氣泡靜電紡絲法中a)氣泡作為泰勒錐，破裂時可以分裂成無數(shù)根射流；b)氣泡的體積和表面積遠大于傳統(tǒng)靜電紡絲中的泰勒錐體積和表面積；c)氣泡的數(shù)量可以通過多種方法進行控制和調(diào)節(jié)，可以同時產(chǎn)生多個泰勒錐同時進行紡絲。因此，采用氣泡靜電紡絲法所獲得的纖維產(chǎn)量遠遠高于采用傳統(tǒng)的靜電紡絲法所獲得的纖維產(chǎn)量，可以實現(xiàn)大批量纖維的生產(chǎn)，而且采用氣泡靜電紡絲法所獲得的纖維的最小直徑可達到納米級別。氣泡靜電紡絲法是ー種新型靜電紡絲方法，可以實現(xiàn)小批量或大批量納米纖維的生產(chǎn)，所以采用氣泡靜電紡絲法制備可生物相客、生物降解的絲素蛋白納米纖維支架，纖維的最小直徑可控制在納米級，產(chǎn)品具有良好的機械性能，能夠模擬天然細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而且能充分滿足作為組織工程支架的要求，為從根本上解決組織、器官缺損修復和功能重建并實現(xiàn)エ業(yè)化生產(chǎn)做好前期準備。絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，是ー種可生物相容和生物降解的天然絲素蛋白，含有18種氨基酸，同時具有良好的機械性能和理化性質(zhì)，如良好的柔韌性和抗拉伸強度、透氣透濕性、緩釋性等，而且經(jīng)過不同處理可以得到不同的形態(tài)，如纖維、溶液、粉、膜以及凝膠等。因此，絲素蛋白纖維是理想的組織工程支架的絲素材料。在本實用新型優(yōu)選實施例中，氣泡靜電紡絲素蛋白纖維I的直徑可以達到20nm至120nm,更好地模擬了天然細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。本實用新型所掲示的組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維排列而成的組織結(jié)構(gòu)，氣泡靜電紡可以實現(xiàn)小批量或大批量生產(chǎn)，且纖維的最小直徑可控制在納米級，絲素蛋白纖維的應(yīng)用使產(chǎn)品具有良好的機械性能和理化性質(zhì)，可應(yīng)用于組織、器官缺損修復和功能重建，為實現(xiàn)組織工程支架的エ業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種組織工程支架，其特征在于所述組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維排列沉積而成的組織結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組織工程支架，其特征在于所述組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維隨機排列沉積而成的組織結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組織工程支架，其特征在于所述氣泡靜電紡絲素蛋白纖維的直徑為20nm至120nm。
專利摘要本實用新型揭示了一種組織工程支架，所述組織工程支架為采用氣泡靜電紡絲素蛋白纖維排列沉積而成的組織結(jié)構(gòu)。本實用新型所揭示組織工程支架可以實現(xiàn)小批量或大批量生產(chǎn)，且纖維的最小直徑可控制在納米級，絲素蛋白纖維的應(yīng)用使產(chǎn)品具有良好的機械性能和理化性質(zhì)。
文檔編號D01F4/02GK202654450SQ20122002644
公開日2013年1月9日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者劉福娟, 何吉歡, 徐嵐 申請人:蘇州大學