具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片及其制備方法。所述組織修復(fù)補片包括塑形體和電紡組織支架，所述電紡組織支架為一張或多張電紡膜卷制成的中心為近實心的卷狀結(jié)構(gòu)，或為多張電紡膜堆疊成的多層結(jié)構(gòu)；所述塑形體由親水性可降解材料構(gòu)成，所述塑形體包覆于所述電紡組織支架的表面以及填充于構(gòu)成所述電紡組織支架的電紡膜之間；電紡膜的纖維取向方向與補片的厚度方向基本同向。本發(fā)明的組織修復(fù)補片，由于電紡膜的纖維取向與組織修復(fù)補片的厚度方向相同，因此有利于細(xì)胞沿著組織厚度方向生長，同時，塑形體由親水性材料制成，能夠促進細(xì)胞的粘附、生長，使得較深缺損得到快速修補填充。
【專利說明】
具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及組織缺損的填充和組織修復(fù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種組織修復(fù)補片及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]電紡膜在組織修復(fù)方面具有廣泛的應(yīng)用。電紡膜通常可分為取向纖維(也稱定向纖維)的電紡膜與無序纖維的電紡膜兩種。研究發(fā)現(xiàn)，電紡膜在組織修復(fù)的過程中，細(xì)胞的迀移爬行基本是沿著纖維方向進行。對電紡膜進行取向處理，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞沿著纖維取向的方向生長，在取向方向上獲得較好的修復(fù)效果。
[0003]現(xiàn)有的取向纖維的電紡膜，其所含纖維的取向方向基本上是沿著平面的延展方向上進行的，使得電紡膜施加至創(chuàng)面表面時，能促使細(xì)胞沿著電紡膜的纖維延展方向生長。這種具有取向纖維的電紡膜，能使缺損面被快速橋接修補，但是在厚度方向的修補卻相當(dāng)緩慢。因此，現(xiàn)有的取向纖維的電紡膜，更適用于創(chuàng)面較淺的組織修復(fù)。對于一些缺損較深的創(chuàng)面，特別是如糖尿病足、壓瘡等缺損較深的慢性創(chuàng)面，需要開發(fā)一種能在厚度方向上也實現(xiàn)快速填充修補的修復(fù)產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片。該組織修復(fù)補片能對深度缺損部位進行快速修補，對于慢性的深度缺損部位還能達到有效消除組織積液，減少炎癥發(fā)生的效果。
[0005]本發(fā)明的另一發(fā)明目的在于提供所述組織修復(fù)補片的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一發(fā)明目的在于提供所述組織修復(fù)補片的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片，所述組織修復(fù)補片包括塑形體和電紡組織支架，所述電紡組織支架為一張或多張電紡膜卷制成的中心為近實心的卷狀結(jié)構(gòu)或為多張電紡膜堆疊成的多層結(jié)構(gòu);所述塑形體由親水性可降解材料構(gòu)成，所述塑形體包覆于所述電紡組織支架的表面以及填充于構(gòu)成所述電紡組織支架的電紡膜之間;任一電紡膜的纖維取向方向與補片的厚度方向基本同向。
[0008]在利用電紡膜進行組織修復(fù)時，細(xì)胞的迀移爬行基本是沿著纖維方向進行。將所述電紡組織支架的纖維取向方向控制成與厚度方向基本同向，能促使細(xì)胞在厚度方向上的快速生長。然而，如果直接將現(xiàn)有的定向纖維補片進行卷曲/疊加后直接應(yīng)用于深度缺損部位修復(fù)時，不僅產(chǎn)品的形狀無法定型，且由于卷曲或疊加后，電紡膜的層與層之間的結(jié)構(gòu)很緊密，因此組織細(xì)胞很難長入內(nèi)層的電紡膜中，使修復(fù)效果不理想。本發(fā)明通過親水性的塑形體，賦予纖維修復(fù)補片適合的結(jié)構(gòu)，同時，利用塑形體降解過程中，慢慢將細(xì)胞液引入電紡組織支架的內(nèi)部，提高修復(fù)效果。
[0009]本發(fā)明中，所述的卷狀結(jié)構(gòu)可以是，將單張或多張電紡膜向單方向進行卷曲形成的圓筒狀結(jié)構(gòu)，并且使該圓筒狀的中心的盡可能地接近實心；也可以是采用多張大小不同的電紡膜，分別卷成圓筒狀再套裝成卷狀結(jié)構(gòu)。
[0010]本發(fā)明所述的具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片，是指構(gòu)成組織修復(fù)補片的電紡組織支架，其纖維取向方向與組織修復(fù)補片的厚度方向相同，使得組織修復(fù)補片在微觀上有類似于刷子的結(jié)構(gòu)。
[0011 ]優(yōu)選地，所述塑形體具有多孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述塑形體具有多孔結(jié)構(gòu)時，其更有利于細(xì)胞的粘附、生長，同時其親水性能得到進一步提升。
[0012]塑形體與電紡組織支架的結(jié)合方式，通常是將構(gòu)成塑形體的材料的溶液施加至電紡組織支架上，再通過固化的方法使二者結(jié)合。
[0013]優(yōu)選地，所述塑形體與所述電紡組織支架通過冷凍干燥方式結(jié)合。
[0014]優(yōu)選地，所述電紡膜的纖維的平均直徑為I Onm-1OOym。
[0015]構(gòu)成所述電紡膜的材料可以是不可降解材料或者是可降解材料。當(dāng)所述電紡膜由可降解材料構(gòu)成時，該材料的降解速度要慢于塑形體材料的降解速度。即當(dāng)所述電紡膜由可降解材料構(gòu)成時，所述塑形體的降解速度快于所述電紡膜的降解速度。
[0016]優(yōu)選地，構(gòu)成所述電紡膜的材料選自PLA、PGA、PEG、PCL、PVDF或PU的任意一種或幾種。
[0017]優(yōu)選地，所述親水性可降解材料選自明膠、膠原蛋白或多糖。
[0018]優(yōu)選地，所述塑形體還存在于構(gòu)成所述電紡組織支架的電紡膜的內(nèi)部孔隙中。
[0019]所述組織修復(fù)補片的制備方法，包括如下步驟:
51.將電紡膜材料通過靜電紡絲制成電紡纖維，并進行取向處理，獲得具有取向纖維的電紡膜；
52.選取能溶解所述親水性可降解材料并且不溶解電紡膜材料的溶劑，將所述親水性可降解材料制成均一溶液；
53.將S1.制成的一張或多張電紡膜卷制成中心為近實心的卷狀支撐結(jié)構(gòu)，放入S2.制備的均一溶液中浸潤，然后一并進行冷凍干燥;或者將S1.制成的多張電紡膜按照相同的纖維取向方向進行堆疊，放入S2.制備的均一溶液中浸潤，然后一并進行冷凍干燥；
54.將S3.冷凍干燥后的材料取出，進行切割，獲得所述組織修復(fù)補片。
[0020]優(yōu)選地，所述SI中，電紡膜通過如下方法制備:將均一的一定濃度的電紡膜材料溶液裝入靜電紡絲注射器中，調(diào)節(jié)微量注射栗的速率為0.1-15.0毫升/小時，調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器的電壓為5?45KV，調(diào)節(jié)接收裝置的接收距離為5.0-30.0厘米，調(diào)節(jié)接收輥筒轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘以上，同時進行取向處理，并將纖維接收為膜狀結(jié)構(gòu)，達到一定厚度后停止靜電紡絲，得到電紡膜。
[0021]優(yōu)選地，將卷制或堆疊好的電紡纖維膜放入S2.制備的均一溶液之前，先用酒精對電紡膜進行浸潤。由于酒精進入電紡膜內(nèi)部可以起到溶脹的作用，因此有利于塑形體溶液進入到電紡膜內(nèi)部的孔隙中。
[0022]優(yōu)選地，為了操作方便，S3.中將卷制或堆疊好的電紡膜放入所述均一的溶液中時，可以使電紡膜的纖維的取向基本上垂直或平行于溶液的表面。
[0023]優(yōu)選地，S3.中，凍干的溫度為_20°C?-100°C。
[0024]所述組織修復(fù)補片在制備深度缺損部位修補材料中的應(yīng)用。
[0025]優(yōu)選地，所述深度缺損是由糖尿病引起的糖尿病足、壓瘡或軟骨缺損。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明所述組織修復(fù)補片，其電紡組織支架的纖維取向方向與組織修復(fù)補片的厚度方向相同，使用時，直接將該補片植入缺損部位上(按照補片的厚度方向?qū)?yīng)于組織的厚度方向植入)，有利于細(xì)胞沿著組織厚度方向生長，同時，塑形體由親水性材料制成，能夠吸收組織積液，并促進細(xì)胞的粘附、生長，使得較深缺損得到快速修補填充。同時，組織修復(fù)補片的整體結(jié)構(gòu)，使得可以在組織修復(fù)的整個過程中防止組織液聚積。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所述具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為實施例1制備的組織修復(fù)補片的電紡組織支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3為電紡組織支架的另一種可行結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4為電紡組織支架的另一種可行結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的解釋說明，但具體實施例并不對本發(fā)明作任何限定。除非特別說明，實施例中所涉及的試劑、方法均為本領(lǐng)域常用的試劑和方法。
[0032]實施例1
一種具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片的制備方法，包括以下步驟:
S1.取向纖維的電紡膜的制備
將PLLA溶于六氟異丙醇溶液，PLLA的濃度為8%(g/ml)，得到均勻的高分子溶液;將PLLA溶液裝入靜電紡絲注射器中，調(diào)節(jié)微量注射栗的速率為10毫升/小時，調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器的電壓為22 KV，調(diào)節(jié)接收裝置的接收距離為18厘米，調(diào)節(jié)接收輥的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，進行靜電紡絲，達到厚度0.3mm后關(guān)閉靜電紡絲，得到PLLA靜電紡絲取向纖維膜。按此方法制備多張PLLA靜電紡絲取向纖維膜。
[0033]S2.塑形體溶液的制備
將明膠溶于50°C的注射用水溶液中，明膠的濃度為3%(g/ml)，得到均勻的明膠溶液。
[0034]S3.凍干
將步驟S1.中的取向纖維的電紡膜沿垂直于纖維取向的方向緊貼卷曲成卷，用一張或多張纖維膜卷成一個直徑為5cm的圓柱狀支撐體。先用75%酒精過渡浸潤5min后，再立放并完全浸潤在步驟S2.制備的50°C明膠溶液中，浸潤2小時。然后將其一起放入冷凍干燥箱中，-80 °C凍干24小時。
[0035]S4.切割
將步驟S3.中凍干后的樣品，根據(jù)缺損部位厚度，沿著垂直于纖維取向方向的切面切割出相應(yīng)厚度的膜片，即為具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片。
[0036]S5.將步驟S4.得到的具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片進行清洗，包裝，滅菌。
[0037]本實施例制備的修復(fù)補片的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。圖1為修復(fù)補片的整體結(jié)構(gòu)，其中，I為電紡組織支架的結(jié)構(gòu)，2為塑形體；圖2為圖1的電紡組織支架的結(jié)構(gòu)示意圖，其由一張電紡膜卷制成的中心為近實心的卷狀支撐結(jié)構(gòu)，所述電紡膜的纖維取向的方向及電紡膜的卷制方向如圖2所示，其余附圖的電紡膜的纖維取向方向與圖2相同。圖3為電紡組織支架的另一種結(jié)構(gòu)，由多張尺寸不同的電紡膜由小至大依次套接形成同心的卷狀支撐結(jié)構(gòu)。
[0038]實施例2
一種具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片的制備方法，包括以下步驟:
S1.取向纖維電紡膜的制備
將PVDF溶于丙酮和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中(丙酮與N，N-二甲基甲酰胺的體積比為3: 2 )，PVDF的濃度為18%( g/ml)，得到均勻的高分子溶液;將PVDF溶液裝入靜電紡絲注射器中，調(diào)節(jié)微量注射栗的速率為8毫升/小時，調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器的電壓為30 KV，調(diào)節(jié)接收裝置的接收距離為20厘米，調(diào)節(jié)接收輥的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，進行靜電紡絲，達到厚度
0.3mm后關(guān)閉靜電紡絲，得到PVDF靜電紡絲取向纖維膜。按此方法制備多張PVDF靜電紡絲取向纖維膜。
[0039]S2.塑形體溶液的制備
將明膠溶于50°C的注射用水溶液中，明膠的濃度為3%(g/ml)，得到均勻的明膠溶液。
[0040]S3.凍干
將步驟S1.中的具有纖維取向的多張電紡膜按照相同的纖維取向方向疊放成厚度為5cm的纖維膜疊，用75%酒精將其預(yù)浸潤，并按照纖維膜的取向方向平行于塑形體溶液的液面完全浸潤在步驟S2.制備的500C明膠溶液中，浸潤2小時。然后將其一起放入冷凍干燥箱中，-80 °C凍干24小時。
[0041]S4.切割
將步驟S3.中凍干后的樣品，根據(jù)缺損部位厚度，沿著垂直于纖維取向方向的切面切割出相應(yīng)厚度的膜片，即為具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片。
[0042]S5.將步驟S4.得到的具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片進行清洗，包裝，滅菌。
[0043 ]本實施例制備的修復(fù)補片的電紡組織支架結(jié)構(gòu)如圖4所示，由多張電紡膜堆疊形成。
[0044]應(yīng)用實施例
選取小型豬6只，體重12?15kg，術(shù)前12h禁飲食，術(shù)前30min肌肉注射0.5g阿托品，并以氯胺酮(5mg/Kg)、速眠新、3%戊巴比妥鈉(30mg/Kg)進行肌肉注射混合麻醉。在每只豬的背部剃毛，并用碘伏消毒皮膚兩次。用直徑5cm的打孔器在豬的背部脊柱兩側(cè)各打4個孔并深及深筋膜淺層，即每頭豬產(chǎn)生8個創(chuàng)面，共48個創(chuàng)面。
[0045]以空白組(A)和普通電紡膜組(B)為對照組，以實施例1的組織修復(fù)補片組(C)和實施例2的組織修復(fù)補片組(D)為實驗組進行實驗，具體如下:
空白組(A):每只豬選取2個創(chuàng)面，在創(chuàng)面上直接覆蓋消毒紗布，并用縫線反包扎加壓，外層覆蓋紗墊，最外層彈性繃帶加壓固定。2周后拆除加壓包，常規(guī)換藥，消毒紗布覆蓋創(chuàng)面。
[0046]普通電紡膜組(B):每只豬選取2個創(chuàng)面，在創(chuàng)面上填充普通的PLLA電紡膜(多層疊加)，然后覆蓋消毒紗布，并用縫線反包扎加壓，外層覆蓋紗墊，最外層彈性繃帶加壓固定。2周后拆除加壓包，常規(guī)換藥，消毒紗布覆蓋創(chuàng)面。
[0047]實施例1的組織修復(fù)補片組(C):每只豬選取2個創(chuàng)面，在創(chuàng)面上填充實施例1中制備的具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片，然后覆蓋消毒紗布，并用縫線反包扎加壓，外層覆蓋紗墊，最外層彈性繃帶加壓固定。2周后拆除加壓包，常規(guī)換藥，消毒紗布覆蓋創(chuàng)面。
[0048]實施例2的組織修復(fù)補片組(D):選取的植入材料為實施例2中制備的具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片，其余與實施例1的組織修復(fù)補片組(C)相同。
[0049]實驗結(jié)果:
手術(shù)2周后觀察，空白組(A)的創(chuàng)面有新鮮肉芽組織生長，普通電紡膜組(B)材料表面仍為白色且有部分滲液流出，具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片組(C和D)創(chuàng)面光滑干凈無滲液。術(shù)后I個月，空白組(A)創(chuàng)面收縮明顯以瘢痕方式愈合。普通電紡膜組(B)創(chuàng)面仍有滲液流出，PLLA膜上面幾層可輕易揭下，下面兩層與組織相接成淡紅色，不易揭離。具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片組(C和D)創(chuàng)面干凈光滑無滲液，與周圍組織結(jié)合牢固，創(chuàng)面成粉紅色。說明本發(fā)明的具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片對深度缺損部位具有良好的修復(fù)效果。
[0050]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有纖維刷結(jié)構(gòu)的組織修復(fù)補片，其特征在于，所述組織修復(fù)補片包括塑形體和電紡組織支架，所述電紡組織支架為一張或多張電紡膜卷制成的中心為近實心的卷狀結(jié)構(gòu)或為多張電紡膜堆疊成的多層結(jié)構(gòu);所述塑形體由親水性可降解材料構(gòu)成，所述塑形體包覆于所述電紡組織支架的表面以及填充于構(gòu)成所述電紡組織支架的電紡膜之間;任一電紡膜的纖維取向方向與補片的厚度方向基本同向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述組織修復(fù)補片，其特征在于，所述塑形體具有多孔結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述組織修復(fù)補片，其特征在于，所述塑形體與所述電紡組織支架通過冷凍干燥方式結(jié)合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述組織修復(fù)補片，其特征在于，所述電紡膜由不可降解材料或可降解材料構(gòu)成，當(dāng)所述電紡膜由可降解材料構(gòu)成時，所述塑形體的降解速度快于所述電紡膜的降解速度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述組織修復(fù)補片，其特征在于，構(gòu)成所述電紡膜的材料選自PLA、PGA、PEG、PCL、PVDF或PU的任意一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述組織修復(fù)補片，其特征在于，所述親水性可降解材料選自明膠、膠原蛋白或多糖。7.權(quán)利要求1至6任一項所述組織修復(fù)補片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51.將電紡膜材料通過靜電紡絲制成電紡纖維，并進行取向處理，獲得具有取向纖維的電紡膜； 52.選取能溶解所述親水性可降解材料并且不溶解電紡膜材料的溶劑，將所述親水性可降解材料制成均一溶液； 53.將S1.制成的一張或多張電紡膜卷制成中心為近實心的卷狀結(jié)構(gòu)，放入S2.制備的均一溶液中浸潤，然后一并進行冷凍干燥;或者將S1.制成的多張電紡膜按照相同的纖維取向方向進行堆疊，放入S2.制備的均一溶液中浸潤，然后一并進行冷凍干燥； 54.將S3.冷凍干燥后的材料取出，進行切割，獲得所述組織修復(fù)補片。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組織修復(fù)補片的制備方法，其特征在于，S3.中凍干干燥的溫度為-20°C ?_100°C。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組織修復(fù)補片的制備方法，其特征在于，S3.中將電紡膜放入S2.制備的均一溶液之前，先用酒精對電紡膜進行浸潤。10.權(quán)利要求1至6任一項所述組織修復(fù)補片在制備深度缺損部位修補材料中的應(yīng)用。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于，所述深度缺損是指糖尿病足、壓瘡或軟骨缺損。
【文檔編號】A61L27/18GK106037989SQ201610353571
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】郭澤躍, 袁玉宇
【申請人】廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司