骨组织再生引导膜及其制备方法

文档序号:1896739 发布日期:2021-11-30 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 骨组织再生引导膜及其制备方法 (Bone tissue regeneration guide membrane and preparation method thereof ) 是由 任亚东 施猛 夏春森 王陈 刘亚龙 于 2021-07-13 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种骨组织再生引导膜及其制备方法。上述的骨组织再生引导膜包括引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层,引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层连接。上述的骨组织再生引导膜具有屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,提高了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。(The application provides a bone tissue regeneration guiding membrane and a preparation method thereof. The bone tissue regeneration guiding membrane comprises a growth guiding directional fiber membrane layer and a selective permeation disordered fiber membrane layer, wherein the growth guiding directional fiber membrane layer is connected with the selective permeation disordered fiber membrane layer. The bone tissue regeneration guide membrane has triple functions of shielding fibroblasts, continuously conveying nutrient elements and exchanging metabolites and directionally guiding growth and migration of bone cells, and improves the repairing and healing effects of the bone tissue regeneration guide membrane on bone defects.)

骨组织再生引导膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物医用物质技术领域,特别是涉及一种骨组织再生引导膜及其制备方法。

背景技术

当骨缺损发生时,由于软组织的生长速度比骨组织快的多,使得软组织容易长入骨缺损区域内将骨缺损部位填充,严重地阻碍了新生骨组织的生长和愈合,从而导致骨缺损部位恢复较慢,甚至导致骨缺损部位难以愈合而引发骨不连病症。为了解决这一难题,于1993年被提出引导骨再生的概念,引导骨再生为采用骨组织再生引导膜将软组织和骨缺损的区域隔开,物理性的对软组织进入骨缺损部位起到阻挡的作用,为新骨的生长提供一个充裕的时间,此外,骨组织再生引导膜还能起到作为骨组织再生的支架,引导骨细胞的粘附、迁移和生长的作用。

然而,现有的骨组织再生引导膜一般只为骨细胞的生长提供粘附和迁移的多孔结构,而不具备定向引导骨细胞生长迁移的作用,即无法引导骨细胞的定向生长迁移,进而限制了骨组织再生引导膜的应用范围。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种能够定向引导骨组织生长迁移,进而的骨组织再生引导膜及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种骨组织再生引导膜,包括引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层,所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层连接。

在其中一个实施例中,所述选择透过无序纤维膜层与所述引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,以使所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层结合在一起。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶,以使所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层结合在一起。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层包括如下组份:

高分子物质和生物活性物质。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层包括如下质量份的各组份:

高分子物质 20份~99份;

生物活性物质 1份~80份。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层包括如下质量份的各组份:

高分子物质 80份~90份;

生物活性物质 10份~20份。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层中的所述高分子物质为胶原、骨基质明胶、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚L-乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述聚乳酸的平均分子量为100000~1200000。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层中的所述生物活性物质为生物有机活性物质、生物活性无机陶瓷和生物活性无机玻璃中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述生物活性无机陶瓷为硅酸盐生物活性陶瓷、硼酸盐生物活性陶瓷和磷酸盐生物活性陶瓷中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述硅酸盐生物活性陶瓷含有硅酸二钙和/或硅酸三钙。

在其中一个实施例中,所述磷酸盐生物活性陶瓷含有羟基磷灰石和/或β-磷酸三钙。

在其中一个实施例中,所述生物活性无机玻璃为硅酸盐生物活性玻璃、硼酸盐生物活性玻璃、磷酸盐生物活性玻璃中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述生物活性无机玻璃以二氧化硅、氧化钙、五氧化二磷和氧化钠为主要成分,并还含有氧化钾、氧化镁、氧化铝和氟化钙中至少一种。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层中的所述生物活性物质为颗粒状,且其粒径分布为0.3μm~30μm。

在其中一个实施例中,所述引导生长定向纤维膜层由纤维丝定向堆积排列形成。

在其中一个实施例中,所述选择透过无序纤维膜层由纤维丝无序交织或随机堆积排列形成。

在其中一个实施例中,所述纤维丝的直径为100nm~150μm。

在其中一个实施例中,所述选择透过无序纤维膜层包括如下组份:

高分子物质。

在其中一个实施例中,所述选择透过无序纤维膜层的中的所述高分子物质为胶原、骨基质明胶、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚L-乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述聚乳酸的平均分子量为100000~1200000。

一种骨组织再生引导膜的制备方法,包括如下步骤:

获取引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层;

对所述引导生长定向纤维膜层和所述选择透过无序纤维膜层进行连接操作,得到所述骨组织再生引导膜。

在其中一个实施例中,所述获取所述引导生长定向纤维膜层,包括如下步骤:

将高分子物质和生物活性物质加入至有机溶剂中,得到第一纺丝液;

对所述第一纺丝液进行定向式的静电纺丝,得到所述引导生长定向纤维膜层。

在其中一个实施例中,在所述第一纺丝液中,所述高分子物质的质量百分比为5wt%~30wt%。

在其中一个实施例中,所述获取所述选择透过无序纤维膜层,包括如下步骤:

将高分子物质加入至有机溶剂中,得到第二纺丝液;

对所述第二纺丝液进行无序式的静电纺丝,得到所述选择透过无序纤维膜层。

在其中一个实施例中,在所述第二纺丝液中,所述高分子物质的质量百分比为5wt%~30wt%。

在其中一个实施例中,所述对所述引导生长定向纤维膜层和所述选择透过无序纤维膜层进行连接操作,包括如下步骤:

对所述引导生长定向纤维膜层或所述选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作,以使所述引导生长定向纤维膜层上或所述选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面;

将所述选择透过无序纤维膜层与所述引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,或将所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶,以使所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层结合在一起。

在其中一个实施例中,在所述将所述选择透过无序纤维膜层与所述引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,或将所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶的步骤之后,所述骨组织再生引导膜的制备方法还包括如下步骤:

对混溶后的所述选择透过无序纤维膜层与所述引导生长定向纤维膜层进行干燥定型操作,以使所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层固化连接。

在其中一个实施例中,所述对混溶后的所述选择透过无序纤维膜层与所述引导生长定向纤维膜层进行干燥定型操作的干燥定型时长为5h~50h。

在其中一个实施例中,采用有机溶剂对所述引导生长定向纤维膜层或所述选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作,以使所述引导生长定向纤维膜层上或所述选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面。

在其中一个实施例中,采用压合工艺将所述选择透过无序纤维膜层与所述引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,或采用压合工艺将所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶,以使所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层结合在一起。

在其中一个实施例中,所述对所述引导生长定向纤维膜层或所述选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作为采用喷洒工艺或涂刷工艺将有机溶剂附着在所述引导生长定向纤维膜层上或所述选择透过无序纤维膜层上,以使所述引导生长定向纤维膜层上或所述选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面。

在其中一个实施例中,所述骨组织再生引导膜的制备方法具体为通过静电纺丝在获取的所述引导生长定向纤维膜层上进行纺丝液的纺丝附着操作,形成所述选择透过无序纤维膜层,所述纺丝液中含有的有机溶剂对所述引导生长定向纤维膜层进行微蚀,以使所述引导生长定向纤维膜层上形成微蚀的界面并与所述选择透过无序纤维膜层结合在一起。

在其中一个实施例中,所述骨组织再生引导膜的制备方法具体为通过静电纺丝在获取的所述选择透过无序纤维膜层上进行纺丝液的纺丝附着操作,形成所述引导生长定向纤维膜层,所述纺丝液中含有的有机溶剂对所述选择透过无序纤维膜层进行微蚀,以使所述选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面并与所述引导生长定向纤维膜层结合在一起。

在其中一个实施例中,所述骨组织再生引导膜的制备方法,具体包括如下步骤:

将高分子物质溶解于有机溶剂中,配制得到第一纺丝液;

将高分子物质和生物活性物质溶解于有机溶剂中,配制得到第二纺丝液;

采用第一纺丝液进行静电纺丝得到所述引导生长定向纤维膜层;

将所述引导生长定向纤维膜层包裹在辊筒上作为接收基底,采用第二纺丝液进行静电纺丝得到结合在一起的所述引导生长定向纤维膜层与所述选择透过无序纤维膜层。

在其中一个实施例中,采用设定纺丝液挤出速度为0.05mL/min~0.4mL/min的静电纺丝机进行所述静电纺丝。

在其中一个实施例中,采用设定电压为8kV~25kV的静电纺丝机进行所述静电纺丝。

在其中一个实施例中,采用设定纺丝液喷头与接收基底之间的距离为5cm~30cm的静电纺丝机进行所述静电纺丝。

在其中一个实施例中,所述有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇和丙酮中的至少一种。

与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:

1、本发明骨组织再生引导膜中,引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,不仅能促进骨细胞分化,还能较好地实现引导骨细胞的衍生细胞的定向生长迁移,表现为对骨细胞具有定向引导生长迁移和促进生长迁移的作用,进而较好地实现了骨缺损的定向修复,提高了骨组织再生引导膜的应用范围;

2、本发明骨组织再生引导膜中,引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,孔隙率较低,具有较高的力学性能和抗形变能力,即具有较好的结构强度;

3、本发明骨组织再生引导膜中,选择透过无序纤维膜层通过纤维丝无序随机排列形成,具有较高的孔隙率,进而使得成纤维细胞更倾向于在选择透过无序纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,表现为对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻碍的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。此外,由于选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率,能够支持人体组织液中营养元素的输入和骨缺损处的代谢产物的交换,表现为选择性地阻挡了成纤维细胞长入骨缺损处而允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,进而使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合;

4、本发明骨组织再生引导膜的制备方法中,对获取的引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层进行连接操作,使得骨组织再生引导膜对骨缺损具有较好的定向修复愈合作用,并且使得骨组织再生引导膜允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合;

5、本发明骨组织再生引导膜的制备方法中,操作步骤简单,有效提高了骨组织再生引导膜的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的电镜图;

图2为本发明骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的另一电镜图;

图3为本发明骨组织再生引导膜的电镜图;

图4为本发明骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层的电镜图;

图5为本发明骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层的另一电镜图;

图6为本发明骨组织再生引导膜的另一电镜图;

图7为本发明骨组织再生引导膜的又一电镜图;

图8为本发明一实施方式的骨组织再生引导膜的制备方法的流程图;

图9为成纤维细胞在骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层表面培养1、3、7天后细胞增殖测试图;

图10为兔骨髓间充质干细胞(以下将兔骨髓间充质干细胞简称为rBMSC)在骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层表面培养1、3、7天后细胞增殖测试;

图11为成纤维细胞在骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层表面培养3天后的共聚焦显微图;

图12为骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的光学显微图;

图13为骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的电镜图;

图14为兔双侧桡骨骨折模型实验中兔双侧桡骨的X光照片。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种骨组织再生引导膜。上述的骨组织再生引导膜包括引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层,引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层连接。

上述的骨组织引导膜中,引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,不仅能促进骨细胞分化,还能较好地实现引导骨细胞的衍生细胞的定向生长迁移,表现为对骨细胞具有定向引导生长迁移和促进生长迁移的作用,进而较好地实现了骨缺损的定向修复,提高了骨组织再生引导膜的应用范围;引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,孔隙率较低,具有较高的力学性能和抗形变能力,即具有较好的结构强度;选择透过无序纤维膜层通过纤维丝无序随机排列形成,具有较高的孔隙率,进而使得成纤维细胞更倾向于在选择透过无序纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,表现为对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻碍的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。此外,由于选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率,能够支持人体组织液中营养元素的输入和骨缺损处的代谢产物的交换,表现为选择性地阻挡了成纤维细胞长入骨缺损处而允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,进而使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合。

需要说明的是,请一并参阅图1、图2和图3,引导生长定向纤维膜层为纤维丝定向堆积排列形成的纤维膜,而纤维丝的定向堆积排列并非是紧密地堆积排列,使得引导生长定向纤维膜层具有一定的孔隙而与致密膜具有较大的区别,但引导生长定向纤维膜层相对于选择透过无序纤维膜层的孔隙率较低,并且纤维丝的定向堆积排列使得引导生长定向纤维膜层具有较高的力学性能和抗形变能力,即具有较好的结构强度。

还需要说明的是,纤维丝的纤维结构与人体组织中的细胞外基质在微观形态上非常相近,能为细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所,进而加速受损组织的再生,而引导生长定向纤维膜层中的纤维丝定向堆积排列,不仅能促进骨细胞分化,还能较好地实现引导骨细胞的衍生细胞的定向生长迁移,表现为对骨细胞具有定向引导生长迁移和促进生长迁移的作用,进而较好地实现了骨缺损的定向修复,提高了骨组织再生引导膜的应用范围。此外,由于引导生长定向纤维膜层具有较高的力学性能和抗形变能力,使得由引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层连接形成的具有双层膜结构的骨组织再生引导膜具有较高的力学性能和抗形变能力。

还需要说明的是,请一并参阅图4、图5和图6,选择透过无序纤维膜层为纤维丝无序交织或随机堆积排列形成的三维网状纤维膜,使得选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率,相对于引导生长定向纤维膜层,较高孔隙率的选择透过无序纤维膜层能够更好地为成纤维细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所,进而使得成纤维细胞更倾向于在选择透过无序纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,而在成纤维细胞充分填充满选择透过无序纤维膜层时,骨细胞也已经充分地在引导生长定向纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,此时即使存在部分成纤维细胞溢出选择透过无序纤维膜层而向引导生长定向纤维膜层内生长,也较难对充分地在引导生长定向纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长的骨细胞产生抑制生长的效果,表现为选择透过无序纤维膜层在为成纤维细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所的同时,选择透过无序纤维膜层也对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻挡的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。

还需要说明的是,在将骨组织再生引导膜放入骨缺损处时,由于选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率,使得选择透过无序纤维膜层在起到阻挡成纤维细胞长入到骨缺损部位的同时,也能够支持人体组织液中营养元素的输入和骨缺损处的代谢产物的交换,表现为选择性地阻挡了成纤维细胞长入骨缺损处而允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,进而使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而有效地促进了骨缺损的定向修复愈合。

还需要说明的是,由引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层连接形成的具有双层膜结构的骨组织再生引导膜不仅适用于一般的骨的局部损伤或缺损,还适用于骨折后,骨与骨之前存在裂缝时的治疗,将骨组织再生引导膜缠绕在骨折处,骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层对骨细胞进行定向引导生长迁移而使得骨细胞的衍生细胞定向排列连接于骨与骨之间,选择透过无序纤维膜层为骨细胞不间断地选择透过生长所需的营养物质,进而加快了骨与骨之间的裂缝的修复愈合。此外,骨组织再生引导膜还适用于脊柱融合,在脊柱融合手术中,由于脊柱的棘突之间较难完全无缝地植骨,经常出现因植骨量不足造成后路融合不完全的现象,而将骨组织再生引导膜缠绕在需要融合的椎骨上,骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层对骨细胞进行定向引导生长迁移而使得骨细胞的衍生细胞定向排列连接于植骨与椎骨之间,并通过选择透过无序纤维膜层为骨细胞不间断地选择透过生长所需的营养物质,进而有效地加快了椎骨与椎骨之间的融合。

在其中一个实施例中,选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,以使引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层结合在一起。可以理解,选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层上的微蚀的界面混溶后结合在一起,表现为选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层的接触处发生微蚀,进而使得选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层混溶为一体,使得选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层牢固结合,同时不破坏选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶,以使引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层结合在一起。可以理解,引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶后结合在一起,表现为选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层的接触处发生微蚀,进而使得选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层混溶为一体,使得选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层牢固结合,同时不破坏选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

可以理解,混溶强调的是微观分子上的相容,体现为在引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的接触处发生微观相分离而未发生宏观相分离,即骨组织再生引导膜中的引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的接触处在宏观上并未表现出相分离,而实际在微观上却能观察到两相结构的存在,即引导生长定向纤维膜层在微观上已经发生了相分离而形成了微蚀的界面,使得选择透过无序纤维膜层与微蚀界面接触时,选择透过无序纤维膜层表面也发生相分离而形成微蚀的界面,选择透过无序纤维膜层表面的微蚀界面和引导生长定向纤维膜层表面的微蚀界面发生微观分子上的相容,进而结合在一起,或者选择透过无序纤维膜层在微观上已经发生了相分离而形成了微蚀的界面,使得引导生长定向纤维膜层与微蚀界面接触时,引导生长定向纤维膜层表面也发生相分离而形成微蚀的界面,选择透过无序纤维膜层表面的微蚀界面与引导生长定向纤维膜层表面的微蚀界面发生微观分子上的相容,进而结合在一起,而通过微蚀的界面使得引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层混溶结合在一起并不会破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

还可以理解,微蚀界面即为微蚀的界面或微蚀后的界面。微蚀界面形成于引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的接触处,微蚀界面的形成只发生了物理变化,并未产生化学变化,具体地,微蚀界面为引导生长定向纤维膜层表面发生微观相分离而形成的能与选择透过无序纤维膜层混溶的界面,或者选择透过无序纤维膜层表面发生微观相分离而形成的能与引导生长定向纤维膜层混溶的界面。

还可以理解,引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结合方式不牢固或结合时容易破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构,使得骨组织再生引导膜的各性能均受到影响而造成引导成骨和诱导成骨的使用效果不佳的问题,一般用于引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层结合的方法为热压法,热压法需要精确控制热压温度和压合时间等参数,控制热压温度和压合时间难度较高且容易得到孔结构和定向结构被破坏的骨组织再生引导膜,热压的温度过低、压合时间过短时,融合效果较差,使得引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层结合不牢固;温度较高,压合时间较长时,引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层会发生熔化变形,会破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的孔隙结构,温度更高时,会将引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层压合成结实的致密膜,完全破坏了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层孔隙结构,以及破坏了引导生长定向纤维膜层的定向结构,这样完全失去了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层原有的优势,无法实现骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而导致骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果较差。。

因此,为了解决热压法的工艺参数较难精确控制的问题,通过提供引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层,确保了骨组织再生引导膜具有屏蔽成纤维细胞长入的多孔屏蔽结构和供骨细胞和成血管细胞长入的多孔定向结构,以及确保了骨组织再生引导膜的机械强度和力学性能要求,再通过对引导生长定向纤维膜层或选择透过无序纤维膜层的微蚀,使得引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层通过微蚀的界面混溶,进而使得引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层结合在一起,避免了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构被破坏的问题,使得骨组织再生引导膜具有定向引导成骨和定向诱导成骨的双重作用,进而更好地起到了骨缺损加速愈合的目的。

在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层包括如下组份:高分子物质和生物活性物质。可以理解,高分子物质具有较好的生物相容性和可降解性,较好地实现了引导生长定向纤维膜层的体内可降解性和无毒性,而生物活性物质中的活性成分有利于促进骨细胞的增殖分化,进而有利于促进骨缺损处的修复,加速了骨缺损的修复愈合。

在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层包括如下质量份的各组份:高分子物质20份~99份;生物活性物质1份~80份。可以理解,虽然人体组织液中的营养物质可以通过选择透过无序纤维膜层不断向骨缺损处输入,但人体自身的组织液中能够提供的营养物质比较有限,因此,需要进一步向骨缺损处提供生物活性物质以促进骨缺损的快速修复愈合。在引导生长定向纤维膜层中,若高分子物质的用量过大,则使得骨缺损区的愈合与修复效果不佳;若高分子物质的用量过小,则使得引导生长定向纤维膜层的机械强度和力学性能不佳,且不能实现高分子物质和生物活性物质的结合稳定性,使得引导生长定向纤维膜层容易掉粉或容易撕裂,因此,在本申请中,使得引导生长定向纤维膜层包括如下质量份的各组份:高分子物质20份~99份和生物活性物质1份~80份,确保了引导生长定向纤维膜层的结构稳定性、机械强度和力学性能。

在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层包括如下质量份的各组份:高分子物质80份~90份;生物活性物质10份~20份。可以理解,使得引导生长定向纤维膜层包括如下质量份的各组份:高分子物质80份~90份;生物活性物质10份~20份,更好地确保了引导生长定向纤维膜层的结构稳定性、机械强度和力学性能。

可以理解,引导生长定向纤维膜层以高分子物质和生物活性物质为主要成分,还可以包括中分子量或低分子量的生物可降解物质,确保了引导生长定向纤维膜层的生物相容性、生物可降解性和无细胞毒性。

在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层中的高分子物质为胶原、骨基质明胶、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚L-乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物中的至少一种。可以理解,由胶原、骨基质明胶、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚L-乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物中的至少一种制成的引导生长定向纤维膜层具有较好的生物可降解性速度,并且具有较高的机械强度和力学性能,进而确保了骨组织再生引导膜的时效性。

在其中一个实施例中,聚乳酸的平均分子量为100000~1200000,更好地确保了引导生长定向纤维膜层具有较好的机械强度和力学性能。

在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层中的生物活性物质为生物有机活性物质、生物活性无机陶瓷和生物活性无机玻璃中的至少一种。可以理解的是,生物有机活性物质、生物活性无机陶瓷和生物活性无机玻璃具有与骨骼的成分相同的元素,能为骨细胞的生长分化提供了相应的营养物质,有效地促进了骨细胞的生长分化,进而有效地促进了骨缺损区的愈合与修复。

在其中一个实施例中,生物活性无机陶瓷为硅酸盐生物活性陶瓷、硼酸盐生物活性陶瓷和磷酸盐生物活性陶瓷中的至少一种。可以理解,硅酸盐生物活性陶瓷、硼酸盐生物活性陶瓷和磷酸盐生物活性陶瓷通过生物降解之后生骨细胞的生长分化的营养物质,如硅、钙和磷,有效地促进了骨细胞的生长分化,进而有效地促进了骨缺损区的愈合与修复。

在其中一个实施例中,硅酸盐生物活性陶瓷含有硅酸二钙和/或硅酸三钙。可以理解的是,硅酸二钙或硅酸三钙通过生物降解后为骨细胞的生长分化提供了大量所需的硅和钙,有效促进了骨细胞生长分化,进而促进了骨缺损区的愈合与修复。

在其中一个实施例中,磷酸盐生物活性陶瓷含有羟基磷灰石和/或β-磷酸三钙。可以理解的是,羟基磷灰石或β-磷酸三钙通过生物降解后为骨细胞的生长分化提供了大量所需的硅、钙和磷,有效促进了骨细胞生长分化,进而促进了骨缺损区的愈合与修复。

在其中一个实施例中,生物活性无机玻璃为硅酸盐生物活性玻璃、硼酸盐生物活性玻璃、磷酸盐生物活性玻璃中的至少一种。可以理解的是,硅酸盐生物活性玻璃、硼酸盐生物活性玻璃、磷酸盐生物活性玻璃通过生物降解之后生骨细胞的生长分化的营养物质,如硅、钙和磷,有效地促进了骨细胞生长分化,进而有效地促进了骨缺损区的愈合与修复。

在其中一个实施例中,生物活性无机玻璃以二氧化硅、氧化钙、五氧化二磷和氧化钠为主要成分,并还含有氧化钾、氧化镁、氧化铝和氟化钙中至少一种。可以理解,生物活性无机玻璃中的上述各物质通过生物降解后为骨细胞的生长分化提供了大量所需的硅、钙、镁、钠、钾和磷,有效促进了骨细胞生长分化,进而促进了骨缺损区的愈合与修复。

在其中一个实施例中,生物活性物质为45S5型生物玻璃、58S型生物玻璃或A-W型生物玻璃中的至少一种。

在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层中的生物活性物质为颗粒状,且其粒径分布为0.3μm~30μm。可以理解的是,生物活性物质为颗粒状,确保了生物活性物质与高分子物质形成共嵌式结构,生物活性物质的粒径需满足能够嵌入高分子物质或满足生物活性物质的连接基团与高分子物质能够充分与高分子物质接触。在生物活性物质的粒径为0.3μm~30μm时,生物活性物质与高分子物质形成结合稳定的共嵌式结构。若生物活性物质的粒径太大,造成高分子物质不足以承托生物活性物质,降低了生物活性物质与高分子物质的结合稳定性,使得引导生长定向纤维膜层容易掉粉或容易撕裂,并且造成生物活性物质的降解速度较慢,使得引导生长定向纤维膜层不能及时有效地促进骨缺损区的愈合与修复。若生物活性物质的粒径太小,导致生物活性物质容易局部聚积,降低了生物活性物质与高分子物质的分散性,使得引导生长定向纤维膜层的机械强度和力学性能不佳。

请一并参阅图1、图2和图3,在其中一个实施例中,引导生长定向纤维膜层由纤维丝定向堆积排列形成。可以理解,引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,不仅能促进骨细胞分化,还能较好地实现引导骨细胞的衍生细胞的定向生长迁移,表现为对骨细胞具有定向引导生长迁移和促进生长迁移的作用,进而较好地实现了骨缺损的定向修复,提高了骨组织再生引导膜的应用范围,此外,引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,孔隙率较低,具有较高的力学性能和抗形变能力,即具有较好的结构强度。

请一并参阅图4、图5和图6,在其中一个实施例中,选择透过无序纤维膜层由纤维丝无序交织或随机堆积排列形成。选择透过无序纤维膜层为纤维丝无序交织或随机堆积排列形成形成的三维网状纤维膜,使得选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率,相对于引导生长定向纤维膜层,较高孔隙率的选择透过无序纤维膜层能够更好地为成纤维细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所,进而使得成纤维细胞更倾向于在选择透过无序纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,而在成纤维细胞充分填充满选择透过无序纤维膜层时,骨细胞也已经充分地在引导生长定向纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,此时即使存在部分成纤维细胞溢出选择透过无序纤维膜层而向引导生长定向纤维膜层内生长,也较难对充分地在引导生长定向纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长的骨细胞产生抑制生长的效果,表现为选择透过无序纤维膜层在为成纤维细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所的同时,选择透过无序纤维膜层也对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻挡的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。

在其中一个实施例中,纤维丝的直径为100nm~150μm。可以理解,选择透过无序纤维膜层的纤维丝的直径为100nm~150μm,进一步确保了选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率和比表面积,有利于选择透过无序纤维膜层中成纤维细胞的长入,为成纤维细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所,进而减慢了成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层的速度而起到阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位的作用,进而有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。此外,引导生长定向纤维膜层的纤维丝的直径为100nm~150μm,进一步确保了引导生长定向纤维膜层具有较好的力学性能和抗形变能力,并且有利于引导生长定向纤维膜层的孔隙率和比表面积,有利于引导生长定向纤维膜层中骨细胞的定向生长迁移,进而有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。

在其中一个实施例中,选择透过无序纤维膜层包括如下组份:高分子物质。可以理解,由高分子物质形成的选择透过无序纤维膜层具有良好的生物相容性、生物可降解性和无细胞毒性,使得选择透过无序纤维膜层的降解产物无毒且能被人体正常代谢,且高分子物质降解产物可直接参与组织修复,不需要进行二次取出,进而减少了对人体的二次伤害,有效避免了术后感染。

可以理解,选择透过无序纤维膜层以高分子物质为主要成分,还可以包括中分子量或低分子量的生物可降解物质,确保了选择透过无序纤维膜层的生物相容性、生物可降解性和无细胞毒性。在其中一个实施例中,选择透过无序纤维膜层的中的高分子物质为胶原、骨基质明胶、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚L-乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物中的至少一种。可以理解,胶原、骨基质明胶、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚L-乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物具有较好的生物相容性和可降解性,较好地实现了选择透过无序纤维膜层的体内可降解性和无毒性,此外,由胶原、骨基质明胶、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚酰胺、聚L-乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸聚羟基乙酸共聚物中的至少一种形成的选择透过无序纤维膜层具有较好的机械强度和力学性能,且可降解速度较慢,进而确保了骨组织再生引导膜的时效性。

在其中一个实施例中,聚乳酸的平均分子量为100000~1200000,更好地确保了选择透过无序纤维膜层具有较好的机械强度和力学性能。

本申请还提供一种骨组织再生引导膜的制备方法。上述的骨组织再生引导膜的制备方法包括如下步骤:获取引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层;对引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层进行连接操作,得到骨组织再生引导膜。

上述的骨组织再生引导膜的制备方法中,对获取的引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层进行连接操作,使得骨组织再生引导膜对骨缺损具有较好的定向修复愈合作用,并且使得骨组织再生引导膜允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合。此外,骨组织再生引导膜的制备方法操作步骤简单,有效提高了骨组织再生引导膜的生产效率。

请一并参阅图7和图8,为了更好地理解本申请的骨组织再生引导膜的制备方法,以下对本申请的骨组织再生引导膜的制备方法作进一步的解释说明,一实施方式的骨组织再生引导膜的制备方法包括如下步骤:

S100、获取引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层。可以理解,获取的引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,不仅能促进骨细胞分化,还能较好地实现引导骨细胞的衍生细胞的定向生长迁移,表现为对骨细胞具有定向引导生长迁移和促进生长迁移的作用,进而较好地实现了骨缺损的定向修复,提高了骨组织再生引导膜的应用范围。而获取的选择透过无序纤维膜层通过纤维丝无序随机排列形成,具有较高的孔隙率,进而使得成纤维细胞更倾向于在选择透过无序纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,表现为对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻碍的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。此外,由于选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率,能够支持人体组织液中营养元素的输入和骨缺损处的代谢产物的交换,表现为选择性地阻挡了成纤维细胞长入骨缺损处而允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,进而使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合。

S200、对引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层进行连接操作,得到骨组织再生引导膜。可以理解,骨组织再生引导膜通过生长定向纤维膜和选择透过无序纤维膜层连接形成,使得骨组织再生引导膜对骨缺损具有较好的定向修复愈合作用,并且使得骨组织再生引导膜允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合。

上述的骨组织再生引导膜的制备方法中,对获取的引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层进行连接操作,使得骨组织再生引导膜对骨缺损具有较好的定向修复愈合作用,并且使得骨组织再生引导膜允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合。此外,骨组织再生引导膜的制备方法操作步骤简单,有效提高了骨组织再生引导膜的生产效率。

在其中一个实施例中,获取引导生长定向纤维膜层,包括如下步骤:

将高分子物质和生物活性物质加入至有机溶剂中,得到第一纺丝液。可以理解,为了得到均一的引导生长定向纤维膜层,第一纺丝液应具有一定的流动性,且在静电纺丝之前需要将高分子物质和生物活性物质进行分散均匀,将高分子物质和生物活性物质加入至有机溶剂中,确保了高分子物质和生物活性物质于有机溶剂中的分散均匀性,进而确保了引导生长定向纤维膜层的均一性。

进一步地,对第一纺丝液进行定向式的静电纺丝,得到引导生长定向纤维膜层。可以理解,通过定向式的静电纺丝操作得到的引导生长定向纤维膜层的纤维丝定向堆积排列,具有多孔结构,比表面积大,有利于为骨细胞提供一个理想的定向分化、增殖、迁移和生长的场所,加速了骨缺损的修复愈合,其中,引导生长定向纤维膜层的孔结构可明显用电子显微镜分辨。

上述的获取引导生长定向纤维膜层的步骤中,使得高分子材质和生物活性材质分散于有机溶剂中,确保了引导生长定向纤维膜层中高分子材质和生物活性材质与有机溶剂中的均一性和流动性,有利于进行定向式静电纺丝以得到纤维丝定向堆积排列且具有一定的孔隙率的引导生长定向纤维膜层,使得引导生长定向纤维膜层接近组织中细胞外基质的微观形态,有效地为骨细胞提供一个理想的定向分化、增殖、迁移和生长的场所,加速了骨缺损的修复愈合。

在其中一个实施例中,在第一纺丝液中,高分子物质的质量百分比为5wt%~30wt%。可以理解,在第一纺丝液中,高分子物质的含量太低,第一纺丝液不能有效形成带电射流以形成具有一定孔隙率和较大的比表面积的引导生长定向纤维膜层,高分子物质的含量太高,第一纺丝液的流动性较差而无法进行静电纺丝形成引导生长定向纤维膜层。因此,在第一纺丝液中,使高分子物质的质量百分比为5wt%~30wt%,确保了第一纺丝液可进行静电纺丝,且确保了得到的引导生长定向纤维膜层具有一定的孔隙率和较大的比表面积,以及确保了形成引导生长定向纤维膜层的纤维丝的力学性能和抗形变能力,进而确保了引导生长定向纤维膜层的力学性能和抗形变能力。

在其中一个实施例中,获取选择透过无序纤维膜层,包括如下步骤:

将高分子物质加入至有机溶剂中,得到第二纺丝液。可以理解,为了得到均一的选择透过无序纤维膜层,第二纺丝液应具有一定的流动性,且在静电纺丝之前需要将高分子物质进行分散均匀,将高分子物质加入至有机溶剂中,确保了高分子物质于溶剂中的分散均匀性,进而确保了选择透过无序纤维膜层的均一性。

进一步地,对第二纺丝液进行无序式的静电纺丝,得到选择透过无序纤维膜层。可以理解,通过无序式的静电纺丝操作得到的选择透过无序纤维膜层的纤维丝无序交织或随机堆积排列,孔隙率高,比表面积大,有利于为成纤维细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所,进而对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻挡的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速定修复愈合,其中,选择透过无序纤维膜层的孔结构可明显用电子显微镜分辨。

上述的获取选择透过无序纤维膜层的步骤中,使得高分子材质分散于有机溶剂中,确保了选择透过无序纤维膜层中高分子材质于溶剂的均一性和流动性,有利于进行无序式静电纺丝以得到纤维丝无序交织或随机堆积排列且具有较高孔隙率的选择透过无序纤维膜层,使得选择透过无序纤维膜层接近组织中细胞外基质的微观形态,有效地为成纤维细胞提供一个理想的分化、增殖、迁移和生长的场所,进而对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻挡的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速修复愈合。

在其中一个实施例中,在第二纺丝液中,高分子物质的质量百分比为5wt%~30wt%。可以理解,在第二纺丝液中,高分子物质的含量太低,第二纺丝液不能有效形成带电射流以形成具有一定孔隙率和较大的比表面积的选择透过无序纤维膜层,高分子物质的含量太高,第二纺丝液的流动性较差而无法进行静电纺丝形成选择透过无序纤维膜层。因此,在第二纺丝液中,使高分子物质的质量百分比为5wt%~30wt%,确保了第二纺丝液可进行静电纺丝,且确保了得到的选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率和较大的比表面积,以及确保了形成选择透过无序纤维膜层的纤维丝的力学性能和抗形变能力,进而确保了选择透过无序纤维膜层的力学性能和抗形变能力。

在其中一个实施例中,对引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层进行连接操作,包括如下步骤:对引导生长定向纤维膜层或选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作,以使引导生长定向纤维膜层上或选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面。可以理解,微蚀操作的目的为形成微蚀界面,确保了引导生长定向纤维膜层或选择透过无序纤维膜层的结合不会破坏引导生长定向纤维膜层或选择透过无序纤维膜层的结构,使得骨组织再生引导膜具有屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。此外,对引导生长定向纤维膜层或选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作,使得引导生长定向纤维膜层或选择透过无序纤维膜层发生微观相分离,但引导生长定向纤维膜层或选择透过无序纤维膜层并未发生宏观相分离,提高了引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层的结合稳定性。

进一步地,将选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,或将引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶,以使引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层结合在一起。可以理解,混溶强调的是微观分子上的相容,体现为在选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层的接触处发生微观相分离而未发生宏观相分离,即骨组织再生引导膜中的选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层的接触处在宏观上并未表现出相分离,而实际在微观上却能观察到两相结构的存在,通过微蚀的界面使得选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层混溶结合在一起并不会破坏选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层的结构,并且提高了选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层的结合稳定性,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

在其中一个实施例中,在将选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,或将引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶的步骤之后,骨组织再生引导膜的制备方法还包括如下步骤:对混溶后的选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层进行干燥定型操作,以使引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层固化连接。可以理解,混溶结合在一起的选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层中还含有残留的有机溶剂,因而对混溶结合在一起的选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层进行干燥定型操作,以减少了有机溶剂的残留,一方面提高了骨组织再生引导膜的结合稳定性,另一方面降低了骨组织再生引导膜的生物刺激性。

在其中一个实施例中,对混溶后的选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层进行干燥定型操作的干燥定型时长为5h~50h。可以理解,干燥定型操作的干燥定型时长为5h~50h,有效除去了有机溶剂,进而提高了骨组织再生引导膜的结合稳定性和降低了骨组织再生引导膜的生物刺激性。

在其中一个实施例中,干燥定型操作在室温通风处进行,干燥定型操作的干燥定型时长为45h~50h,有效除去了有机溶剂,进而提高了骨组织再生引导膜的结合稳定性和降低了骨组织再生引导膜的生物刺激性。

在其中一个实施例中,干燥定型操作在50℃~60℃烘箱处进行,干燥定型时长为5h~10h,有效除去了有机溶剂,进而提高了骨组织再生引导膜的结合稳定性和降低了骨组织再生引导膜的生物刺激性。

在其中一个实施例中,采用有机溶剂对引导生长定向纤维膜层进行微蚀操作,以使引导生长定向纤维膜层上或选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面。可以理解,微蚀操作达到的效果为引导生长定向纤维膜层表面形成微观相分离而不产生宏观相分离,采用有机溶剂作用在引导生长定向纤维膜层表面,有效地使得引导生长定向纤维膜层表面形成微观相分离而不产生宏观相分离,且通过有机溶剂在引导生长定向纤维膜层表面形成的微蚀界面,使得引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层混溶效果较好,提高了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结合稳定性,且通过微蚀的界面使得引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层混溶结合在一起形成骨组织再生引导膜的过程中并不会破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

在其中一个实施例中,采用有机溶剂对选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作,以使引导生长定向纤维膜层上或选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面。可以理解,微蚀操作达到的效果为选择透过无序纤维膜层表面形成微观相分离而不产生宏观相分离,采用有机溶剂作用在选择透过无序纤维膜层表面,有效地使得选择透过无序纤维膜层表面形成微观相分离而不产生宏观相分离,且通过有机溶剂在选择透过无序纤维膜层表面形成的微蚀界面,使得引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层混溶效果较好,提高了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结合稳定性,且通过微蚀的界面使得引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层混溶结合在一起形成骨组织再生引导膜的过程中并不会破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

在其中一个实施例中,采用压合工艺将选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶,以使引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层结合在一起。可以理解,若采用喷洒工艺或涂刷工艺将有机溶剂附着在引导生长定向纤维膜层的表面上以进行微蚀操作,使得引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层混溶在一起,存在选择透过无序纤维膜层表面与引导生长定向纤维膜层的微蚀界面不能完全接触的情况,因此,在本申请骨组织再生引导膜的制备方法中,采用压合工艺将选择透过无序纤维膜层混溶在引导生长定向纤维膜层微蚀的界面上,确保了选择透过无序纤维膜层完全混溶在引导生长定向纤维膜层微蚀的界面上形成结合稳定且结构完整的骨组织再生引导膜。

在其中一个实施例中,采用压合工艺将引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶,以使引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层结合在一起。可以理解,若采用喷洒工艺或涂刷工艺将有机溶剂附着在选择透过无序纤维膜层的表面上以进行微蚀操作,使得引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层混溶在一起,存在引导生长定向纤维膜层表面与选择透过无序纤维膜层的微蚀界面不能完全接触的情况,因此,在本申请骨组织再生引导膜的制备方法中,采用压合工艺将引导生长定向纤维膜层混溶在选择透过无序纤维膜层微蚀的界面上,确保了引导生长定向纤维膜层完全混溶在选择透过无序纤维膜层微蚀的界面上形成结合稳定且结构完整的骨组织再生引导膜。

在其中一个实施例中,对选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作为采用喷洒工艺或涂刷工艺将有机溶剂附着在选择透过无序纤维膜层上,以使选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面。可以理解,先分别得到选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层,采用喷洒工艺或涂刷工艺将有机溶剂作用在选择透过无序纤维膜层表面,有效地使得选择透过无序纤维膜层表面形成微观相分离而不产生宏观相分离,使得引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层微蚀的界面混溶时形成结合稳定且结构完整的骨组织再生引导膜。需要说明的是,需要根据微蚀的界面的需求控制喷洒工艺或涂刷工艺时作用在选择透过无序纤维膜层表面的有机溶剂使用量,本发明保护采用喷洒工艺或涂刷工艺对选择透过无序纤维膜层进行微蚀操作,使得选择透过无序纤维膜层表面形成微蚀的界面,并不限定喷洒工艺或涂刷工艺中有机溶剂使用量。

在其中一个实施例中,对引导生长定向纤维膜层进行微蚀操作为采用喷洒工艺或涂刷工艺将有机溶剂附着在引导生长定向纤维膜层上,以使引导生长定向纤维膜层上形成微蚀的界面。可以理解,先分别得到选择透过无序纤维膜层和引导生长定向纤维膜层,采用喷洒工艺或涂刷工艺将有机溶剂作用在引导生长定向纤维膜层表面,有效地使得引导生长定向纤维膜层表面形成微观相分离而不产生宏观相分离,使得选择透过无序纤维膜层与引导生长定向纤维膜层微蚀的界面混溶时形成结合稳定且结构完整的骨组织再生引导膜。需要说明的是,需要根据微蚀的界面的需求控制喷洒工艺或涂刷工艺时作用在引导生长定向纤维膜层表面的有机溶剂使用量,本发明保护采用喷洒工艺或涂刷工艺对引导生长定向纤维膜层进行微蚀操作,使得引导生长定向纤维膜层表面形成微蚀的界面,并不限定喷洒工艺或涂刷工艺中有机溶剂使用量。

在其中一个实施例中,骨组织再生引导膜的制备方法具体为通过静电纺丝在获取的引导生长定向纤维膜层上进行纺丝液的纺丝附着操作,形成选择透过无序纤维膜层,纺丝液中含有的有机溶剂对引导生长定向纤维膜层进行微蚀,以使引导生长定向纤维膜层上形成微蚀的界面并与选择透过无序纤维膜层结合在一起,有效地确保了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层混溶结合在一起形成骨组织再生引导膜的过程中并不会破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

在其中一个实施例中,骨组织再生引导膜的制备方法具体为通过静电纺丝在获取的选择透过无序纤维膜层上进行纺丝液的纺丝附着操作,形成引导生长定向纤维膜层,纺丝液中含有的有机溶剂对选择透过无序纤维膜层进行微蚀,以使选择透过无序纤维膜层上形成微蚀的界面并与引导生长定向纤维膜层结合在一起,有效地确保了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层混溶结合在一起形成骨组织再生引导膜的过程中并不会破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

在其中一个实施例中,骨组织再生引导膜的制备方法,具体包括如下步骤:

将高分子物质溶解于有机溶剂中,配制得到第一纺丝液;

将高分子物质和生物活性物质溶解于有机溶剂中,配制得到第二纺丝液;

采用第一纺丝液进行静电纺丝得到引导生长定向纤维膜层;

将引导生长定向纤维膜层包裹在辊筒上作为接收基底,采用第二纺丝液进行静电纺丝得到结合在一起的引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层。

上述的骨组织再生引导膜的制备方法中,将引导生长定向纤维膜层包裹在辊筒上作为接收基底,采用第二纺丝液进行静电纺丝得到结合在一起的引导生长定向纤维膜层与选择透过无序纤维膜层,有效地确保了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层混溶结合在一起形成骨组织再生引导膜的过程中并不会破坏引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的结构,确保了骨组织再生引导膜的屏蔽成纤维细胞、不间断输送营养元素和交换代谢产物,以及定向引导骨细胞生长迁移的三重作用,进而确保了骨组织再生引导膜对骨缺损的修复愈合效果。

需要说明的是,静电纺丝机包括储液器、注射器、喷头、高压电源和接收器。储液器与注射器连接,为注射器提供纺丝液,注射器和喷头连接,喷头用于喷射纺丝液,喷头与高压电源连接,且喷头与注射器对应设置。对纺丝液进行静电纺丝的过程为,纺丝液储存在储液器中,纺丝液由喷头处挤出,纺丝液的喷射速度由带有毛细管的注射器控制,由喷头处挤出的纺丝液受到高压电源形成的电场力和静电斥力的共同作用形成带电射流,在电场力的作用下,带电射流被拉伸变细,然后被接收器承接,待纺丝液固定成型后,沉积在接收器的接收基底上。

在其中一个实施例中,采用设定纺丝液挤出速度为0.05mL/min~0.4mL/min的静电纺丝机进行静电纺丝,确保了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的孔隙率和比表面积。

在其中一个实施例中,采用设定电压为8kV~25kV的静电纺丝机进行静电纺丝,确保了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的孔隙率和比表面积。

在其中一个实施例中,采用设定纺丝液喷头与接收基底之间的距离为5cm~30cm的静电纺丝机进行静电纺丝,确保了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层的孔隙率和比表面积。

在其中一个实施例中,有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇和丙酮中的至少一种。可以理解,氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇和丙酮对高分子物质均具有较大的溶解效果,因此,较容易在引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层表面上形成微蚀的界面,进而有效地确保了引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层混溶后结合在一起。

需要说明的是,获取引导生长定向纤维膜层的步骤中所使用的有机溶剂、获取选择透过无序纤维膜层的步骤中所使用的有机溶剂以及微蚀操作中所使用的有机溶剂相互独立地选自氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇和丙酮中的至少一种,即获取引导生长定向纤维膜层的步骤中所使用的有机溶剂、获取选择透过无序纤维膜层的步骤中所使用的有机溶剂以及微蚀操作中所使用的有机溶剂可以相同,也可以不相同。

与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:

1、本发明骨组织再生引导膜中,引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,不仅能促进骨细胞分化,还能较好地实现引导骨细胞的衍生细胞的定向生长迁移,表现为对骨细胞具有定向引导生长迁移和促进生长迁移的作用,进而较好地实现了骨缺损的定向修复,提高了骨组织再生引导膜的应用范围;

2、本发明骨组织再生引导膜中,引导生长定向纤维膜层通过纤维丝定向堆积排列形成,孔隙率较低,具有较高的力学性能和抗形变能力,即具有较好的结构强度;

3、本发明骨组织再生引导膜中,选择透过无序纤维膜层通过纤维丝无序随机排列形成,具有较高的孔隙率,进而使得成纤维细胞更倾向于在选择透过无序纤维膜层内分化、增殖、迁移和生长,表现为对成纤维细胞长入引导生长定向纤维膜层内起到了阻碍的作用,即阻挡了成纤维细胞长入到骨缺损部位,有利于骨缺损处的快速定向修复愈合。此外,由于选择透过无序纤维膜层具有较高的孔隙率,能够支持人体组织液中营养元素的输入和骨缺损处的代谢产物的交换,表现为选择性地阻挡了成纤维细胞长入骨缺损处而允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,进而使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合;

4、本发明骨组织再生引导膜的制备方法中,对获取的引导生长定向纤维膜层和选择透过无序纤维膜层进行连接操作,使得骨组织再生引导膜对骨缺损具有较好的定向修复愈合作用,并且使得骨组织再生引导膜允许人体组织液中营养元素的不间断输送和骨缺损处的代谢产物的交换,使得人体内部的营养物质能够到达骨缺损部位而促进了骨缺损的定向修复愈合;

5、本发明骨组织再生引导膜的制备方法中,操作步骤简单,有效提高了骨组织再生引导膜的生产效率。

以下例举一些具体实施例,若提到%,均表示按重量百分比计。需注意的是,下列实施例并没有穷举所有可能的情况,并且下述实施例中所用的材料如无特殊说明,均可从商业途径得到。

实施例1

将1kg聚乳酸(以下将聚乳酸简称为PLLA)溶解于10L氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA的纺丝液;

将2/3含PLLA的纺丝液与0.29kg预处理后的生物活性无机玻璃溶于氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA和生物活性无机玻璃的纺丝液;

将剩余的1/3含PLLA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为10kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为15cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含PLLA和生物活性无机玻璃的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为10kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为8cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置48h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的氯仿充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例2

将0.8kg PLLA溶解于10L氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA的纺丝液;

将3/2含PLLA的纺丝液与0.36kg羟基磷灰石(以下将羟基磷灰石简称为HAp)溶于氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA和HAp的纺丝液;

将剩余的1/3含PLLA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为10kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为15cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含PLLA和HAp的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为15kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.2mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为5cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置48h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的氯仿充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例3

将1.5kg PLLA溶解于10L氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA的纺丝液;

将3/2含PLLA的纺丝液与1kgβ-磷酸三钙(以下将β-磷酸三钙简称为TCP)溶于氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA和TCP的纺丝液;

将剩余的1/3含PLLA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为20kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为15cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含PLLA和TCP的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为18kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.4mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为23cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置48h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的氯仿充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例4

将1kg聚乳酸聚羟基乙酸共聚物(PLGA)溶解于12L六氟异丙醇中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA的纺丝液;

将3/2含PLLA的纺丝液与0.074kg预处理后的生物活性无机玻璃溶于六氟异丙醇中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机玻璃的纺丝液;

将剩余的1/3含PLLA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为12kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为20cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含PLGA和生物活性无机玻璃的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电过程中调整静电纺丝设备的电压为13kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.4mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为22cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置48h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的六氟异丙醇充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例5

将1.2kg聚乳酸聚羟基乙酸共聚物(以下将聚乳酸聚羟基乙酸共聚物简称为PLGA)溶解于10L二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA的纺丝液;

取2/3含PLGA的纺丝液与0.2kg预处理后的生物活性无机玻璃溶于二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机玻璃的纺丝液;

将剩余的1/3含PLGA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为13kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.2mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为14cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含PLGA和生物活性无机玻璃的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为13kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.15mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为8cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置48h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的二氯甲烷充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例6

将1.2kg丝素蛋白溶解于10L丙酮中,磁力搅拌至完全溶解,得到含丝素蛋白的纺丝液;

取2/3含丝素蛋白的纺丝液与0.2kg预处理后的生物活性无机陶瓷溶于二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机陶瓷的纺丝液;

将剩余的1/3含丝素蛋白的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为8kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.05mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为5cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含丝素蛋白和生物活性无机陶瓷的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为13kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.15mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为8cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置45h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的二氯甲烷和丙酮充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例7

将1.2kg丝素蛋白溶解于10L六氟异丙醇中,磁力搅拌至完全溶解,得到含丝素蛋白的纺丝液;

取2/3含丝素蛋白的纺丝液与0.2kg预处理后的45S5型生物玻璃溶于六氟异丙醇中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机陶瓷的纺丝液;

将剩余的1/3含丝素蛋白的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为15kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.2mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为18cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含丝素蛋白和生物活性无机陶瓷的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为8kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.2mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为20cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置48h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的六氟异丙醇充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例8

将1.2kg胶原溶解于10L二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含胶原的纺丝液;

取2/3含胶原的纺丝液与0.2kg预处理后的45S5型生物玻璃溶于二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机陶瓷的纺丝液;

将剩余的1/3含胶原的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为20kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为20cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将得到的选择透过无序纤维膜层作为接收基底,将含胶原和生物活性无机陶瓷的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为25kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.4mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为30cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在通风橱中常温放置50h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的二氯甲烷充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例9

将1.2kg胶原溶解于10L六氟异丙醇中,磁力搅拌至完全溶解,得到含丝素蛋白的纺丝液;

取2/3含丝素蛋白的纺丝液与0.2kg预处理后的45S5型生物玻璃溶于二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机陶瓷的纺丝液;

将含丝素蛋白和生物活性无机陶瓷的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为8kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.2mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为20cm,即得到一张平整的引导生长定向纤维膜层;

将得到的引导生长定向纤维膜层作为接收基底,将剩余的1/3含丝素蛋白的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为15kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.2mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为18cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在50℃烘箱中放置10h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的六氟异丙醇充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例10

将1.2kg丝素蛋白溶解于10L丙酮中,磁力搅拌至完全溶解,得到含丝素蛋白的纺丝液;

取2/3含丝素蛋白的纺丝液与0.2kg预处理后的生物活性无机陶瓷溶于二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机陶瓷的纺丝液;

将含丝素蛋白和生物活性无机陶瓷的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为13kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.15mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为8cm,即得到一张平整的引导生长定向纤维膜层;

将得到的引导生长定向纤维膜层作为接收基底,将剩余的1/3含丝素蛋白的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为8kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.05mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为5cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在55℃烘箱中放置8h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的二氯甲烷和丙酮充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例11

将1.2kg胶原溶解于10L二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含胶原的纺丝液;

取2/3含胶原的纺丝液与0.2kg预处理后的45S5型生物玻璃溶于二氯甲烷中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLGA和生物活性无机陶瓷的纺丝液;

将含胶原和生物活性无机陶瓷的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为25kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.4mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为30cm,即得到一张平整的引导生长定向纤维膜层;

将得到的引导生长定向纤维膜层作为接收基底,将剩余的1/3含胶原的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为20kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为20cm,纺丝完成后将骨组织再生引导膜半成品从滚筒上裁下,在60℃烘箱中放置5h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的二氯甲烷充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例12

将1.5kg PLLA溶解于10L氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA的纺丝液;

将3/2含PLLA的纺丝液与1kg TCP溶于氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA和TCP的纺丝液;

将剩余的1/3含PLLA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为20kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为15cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将含PLLA和TCP的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为18kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.4mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为23cm,即得到一张平整的引导生长定向纤维膜层;

采用氯仿喷洒在引导生长定向纤维膜层上,将选择透过无序纤维膜层压合在引导生长定向纤维膜层上,在通风处压合45h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的氯仿充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例13

将1.5kg PLLA溶解于10L氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA的纺丝液;

将3/2含PLLA的纺丝液与1kg TCP溶于氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA和TCP的纺丝液;

将剩余的1/3含PLLA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为20kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为15cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将含PLLA和TCP的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为18kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.4mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为23cm,即得到一张平整的引导生长定向纤维膜层;

采用氯仿喷洒在选择透过无序纤维膜层上,将引导生长定向纤维膜层压合在选择透过无序纤维膜层上,在通风处压合50h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的氯仿充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

实施例14

将1.5kg PLLA溶解于10L氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA的纺丝液;

将3/2含PLLA的纺丝液与1kg TCP溶于氯仿中,磁力搅拌至完全溶解,得到含PLLA和TCP的纺丝液;

将剩余的1/3含PLLA的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为20kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.3mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为15cm,即得到一张平整的选择透过无序纤维膜层;

将含PLLA和TCP的纺丝液注入注射器中进行静电纺丝,静电纺丝过程中调整静电纺丝设备的电压为18kV,注射器挤出纺丝液的速度为0.4mL/min,纺丝液喷头与滚筒之间的距离为23cm,即得到一张平整的引导生长定向纤维膜层;

采用氯仿涂刷在选择透过无序纤维膜层上,将引导生长定向纤维膜层压合在选择透过无序纤维膜层上,在通风处压合50h,使骨组织再生引导膜半成品中残留的氯仿充分挥发,即得到骨组织再生引导膜。

以下选取实施例1、实施例2、实施例12、实施例13和实施例14进行体外细胞培养实验,实施例1、实施例2、实施例12、实施例13和实施例14分别一一对应组别1、组别2、组别3、组别4和组别5。

以下对组别1~5制备得到的骨组织再生引导膜分别进行1、3、7天的体外细胞培养试验,选择离体的人的皮肤成纤维细胞作为增殖培养的细胞,以此来探究本发明骨组织再生引导膜对细胞增殖的影响规律,实验结果参见图9,图9为在本发明骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层上培养人的皮肤成纤维细胞1、3、7天后,经过测定得到的不同组别的细胞增殖情况。结果表明本发明骨组织再生引导膜的的选择透过无序纤维膜层的细胞毒性在安全范围内,细胞在选择透过无序纤维膜层表面上具有良好的增殖效果。

以下对组别1~5制备得到的骨组织再生引导膜分别进行1、3、7天的体外细胞培养试验,选择rBMSC作为增殖培养的细胞,以此来探究本发明骨组织再生引导膜对细胞增殖的影响规律,实验结果参见图10,图10为在本发明骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层上培养rBMSC 1、3、7天后,经过测定得到的不同组别的细胞增殖情况。结果表明本发明骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的细胞毒性在安全范围内,rBMSC在功能层表面具有良好的增殖效果。

分别将成纤维细胞接种在组别1~5制备得到的骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层上,培养3天后,用2.5%戊二醛固定40min,PBS洗三次,加入异硫氰酸荧光素标记的鬼笔环肽(FITC标记的Phalloidin)染料对细胞骨架进行染色20min,PBS洗3次,每次5min,之后再用DAPI对细胞核染色5min,PBS洗3次,随后泡在PBS中,使用共聚焦显微镜进行拍照,并观察成纤维细胞在骨组织再生引导膜的位置,选取组别1的骨组织再生引导膜的共聚焦显微图进行说明,即为图11,从图11中可以看出,将成纤维细胞接种到骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层上3天之后,成纤维细胞仍然在选择透过无序纤维膜层上生长,并没有跨越选择透过无序纤维膜层而生长至骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层上,表明骨组织再生引导膜的选择透过无序纤维膜层对成纤维细胞的一定的阻隔作用,即骨组织再生膜能够达到分隔不同细胞组织,防止快速生长的成纤维结缔组织入侵骨缺损处的要求。

分别使组别1~5制备得到的骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层在光学显微镜的透射模式下拍照,选取组别2的骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的光学显微图进行说明,即为图12,如图12所示,可发现引导生长定向纤维膜层的纤维丝中分布有很多黑色的颗粒状物,由于光线无法穿过无机颗粒,纤维中出现的黑色颗粒状物即为高分子材料中掺入的无机颗粒,证明高分子材料与无机材料混合效果良好。

分别将组别1~5制备得到的骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的纤维丝截断,得到扫描电镜图,选取组别3的骨组织再生引导膜的引导生长定向纤维膜层的电镜图进行说明,即为图13,如图13所示,在扫描电镜下观察引导生长定向纤维膜层的形貌结构,可发现引导生长定向纤维膜层的单根纤维丝中无机颗粒状物分散均匀,证明高分子材料与无机材料混合效果良好。

为验证所制备的骨膜产品对骨缺损的修复效果,进行了兔双侧桡骨骨折模型实验,左腿为实验组,采用组别1~5制备得到的骨组织再生引导膜进行辅助修复,右腿为空白对照。术后饲养2周,并进行X光拍摄。选取采用组别4的骨组织再生引导膜对兔左腿进行修复后得到的兔双侧桡骨的X光照片进行说明,即图14,从图14的X光照片明显可以看出,兔左侧桡骨的骨修复效果明显好于兔右侧桡骨的骨修复效果,并且可以看出兔左侧桡骨的骨折裂缝已经基本愈合,表明本申请的骨组织在生引导膜具有较好的骨缺损修复愈合效果,即能促进骨细胞的定向增殖分化。以下对实施例1~14制备得到的骨组织再生引导膜进行生物降解试验,将实施例1~14制备得到的骨组织再生引导膜置于模拟人体外环境中进行生物降解,观察骨组织再生引导膜在3~5个月降解后无残留。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

36页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种生物医用可降解材料及其制备方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!