具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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例的目的，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。

本发明提供了一种改性聚己内酯(以下有时将“聚己内酯”简称为“PCL”)植入材料的制备方法。可理解的，植入材料是指用于植入生物体内的材料，其可以单独使用，也可以与其他材料配合使用，在此不做特别限定。优选，该改性聚己内酯植入材料用于制备补片的芯层。

本发明的改性聚己内酯由含有式(I)所示结构片段和/或式(II)所示结构片段的聚合物和扩链剂进行扩链反应制得：

其中，*表示连接位点；扩链剂为可与羧基或羟基反应的化合物。

可理解的，“含有式(I)所示结构片段和/或式(II)所示结构片段的聚合物”是指和扩链剂反应的聚合物中至少有一个重复单元中含有式(I)所示结构片段或式(II)所示结构片段。

进一步地，含有式(II)所示结构片段的聚合物为环己内酯和多元醇反应后的产物。

更进一步地，上述聚合物(含有式(I)所示结构片段的聚合物)为具有式(I-1)所示结构的聚合物或上述聚合物(含有式(II)所示结构片段的聚合物)为具有式(II-1)所示结构的聚合物：

其中，n为大于或等于1的整数；

p、q、x和y彼此相同或不同，p、q、x和y各自独立地为大于或等于1的整数；

a、b、c和d彼此相同或不同，a、b、c和d各自独立地为大于或等于1的整数；在一实施例中，a、b、c和d彼此相同。在一实施例中，a、b、c和d均为1。

式(I-1)所示结构片段的聚合物一端为羧基、一端为羟基，且每一个重复单元还含有一个羧基，大幅度增加了聚合物与扩链剂反应位点，同样，式(II-1)所示结构的聚合物单位分子含有四个端羟基，大幅度增加聚合物与扩链剂反应位点，通过扩链剂增粘的方式可以选择性地增大改性聚己内酯的分子量，进而可以选择性地提高其力学性能。且式(I-1)和式(II-1)所示结构的聚合物具有特殊的分子排列结构，该结构的聚合物经静电纺丝后，能够形成较好的网状结构，进而能够进一步提高聚己内酯植入材料的力学性能。

此外，式(I-1)和式(II-1)所示聚合物中与扩链剂反应的位点为羧基和/或羟基，生成的基团为酯键、醚键或酰胺键等，在体内能够降解，可以有效地避免不可降解材料带来的长期存留体内的完整性遭到破坏，容易引起术后排斥反应等问题。

本发明中，扩链剂为可与羧基或羟基反应的化合物。可理解的，扩链剂的种类可以根据具体要求进行调节，在此不做特别限定，与此同时也大幅度扩大了扩链剂的选择范围。进一步地，聚合物含有式(I)所示结构片段时，扩链剂选自：含有羟基、羧基、酸酐、噁唑啉、环氧基、异氰酸酯基或亚磷酸酯基中的一种或多种基团的化合物；聚合物含有式(II)所示结构片段时，所述扩链剂选自：含有羧基、环氧基、酸酐、异氰酸酯基或亚磷酸酯基中的一种或多种基团的化合物。聚合物含有式(I)所示结构片段和式(II)所示结构片段时，扩链剂选自：含有羟基、羧基、酸酐、噁唑啉、环氧基、异氰酸酯基或亚磷酸酯基中的一种或多种基团的化合物。含有上述基团的扩链剂与羧基和/或羟基较易反应，反应条件较为温和，能够有效地提高生产效率，且含有上述基团的扩链剂种类较多，选择面较广，能够根据植入材料的具体情况进行筛选，不仅能够保证植入材料的力学性能，提高植入材料的生物相容性，同时还方便根据需要选择具有合适降解周期的材料，提高其应用价值。

更进一步地，聚合物含有式(I)所示结构片段时，扩链剂选自：环氧类化合物、二异氰酸酯、亚磷酸三苯酯、噁唑啉类化合物、含酸酐基团化合物、含羟基杂环化合物或含羧基杂环化合物；聚合物含有式(II)所示结构片段时，扩链剂选自：环氧化合物、二异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯)、亚磷酸三苯酯、酸酐(如均苯四甲酸二酐)、含羧基杂环化合物、双环氧乙烷化合物、环氧树脂、二异氰酸酯、亚磷酸三苯酯、酸酐。聚合物含有式(I)所示结构片段和式(II)所示结构片段时，扩链剂选自：环氧类化合物、二异氰酸酯、亚磷酸三苯酯、噁唑啉类化合物、含酸酐基团化合物、含羟基杂环化合物或含羧基杂环化合物上述扩链剂来源广泛，价格低廉，能够降低生产成本，且与羟基和/或羧基反应条件较温和，产率较高，可以提高生产效率；此外，含有上述基团的扩链剂在体内可降解，能够满足患者需求。

当扩链剂为含有环氧基的化合物，式(I)所示结构片段的聚合物或式(II)所示结构片段的聚合物和扩链剂反应的机理如下：

当扩链剂为含有异氰酸酯基的化合物，式(I)所示结构片段的聚合物或式(II)所示结构片段的聚合物和扩链剂反应的机理如下：

当扩链剂为含有酸酐的化合物(如：均苯四甲酸二酐)，式(I)所示结构片段的聚合物或式(II)所示结构片段的聚合物和扩链剂反应的机理如下：

当扩链剂为含有噁唑啉基团的化合物，式(I)所示结构片段的聚合物和扩链剂反应的机理如下：

当扩链剂为含有亚磷酸酯基的化合物，式(I)所示结构片段的聚合物或式(II)所示结构片段的聚合物和扩链剂反应的机理如下：

需要说明的是，上述机理仅为示例，根据反应条件的不同，还可以生成其他产物，上述反应式不应理解为对本发明的限制。

另外，需要说明的是，当式(I)所示结构片段的聚合物或式(II)所示结构片段的聚合物具有多个反应位点时，各反应位点可与相同或不同的扩链剂反应，即改性聚己内酯为含有式(I)所示结构片段和/或式(II)所示结构片段的聚合物：

R₁₁、R₁₂和R₁₃彼此相同或不同。

进一步地，改性聚己内酯具有式(I-a)所述结构或式(II-a)所示结构：

当改性聚己内酯中含有多个R₁₁时，多个R₁₁彼*此相同或不同；当改性聚己内酯中含有多个R₁₂时，多个R₁₂彼此相同或不同；当改性聚己内酯中含有多个R₁₃时，多个R₁₃彼此相同或不同。

当扩链剂具有N个可与羧基或羟基反应的位点时，参与反应的位点数目为1～N。

本发明提供的改性聚己内酯植入材料的制备方法，包括以下步骤：

使含有式(I)所示结构片段和/或式(II)所示结构片段的聚合物和扩链剂进行扩链反应：

*表示连接位点；

扩链剂为可与羧基或羟基反应的化合物。扩链剂的种类与上述相同，在此不再赘述。

进一步地，含有式(I)所示结构片段的聚合物为具有式(I-1)所示结构的聚合物，含有式(II)所示结构片段的聚合物为具有式(II-1)所示结构的聚合物：

其中，n、p、q、x、y、a、b、c和d如上所述，在此不再赘述。

将式(I-1)所示结构和/或式(II-1)所示结构的聚合物与扩链剂进行扩链反应的步骤包括以下步骤：

将式(I-1)所述结构或式(II-1)所示结构的聚合物和扩链剂干燥后置于转矩流变仪中，在转速为30r/min-80r/min、温度为120℃-180℃的条件下反应，反应完成后，分离，制得所述改性聚己内酯植入材料。

进一步地，式(I-1)所示结构或式(II-1)所示结构的聚合物和扩链剂的摩尔比为(N-1.5N):1，其中，N表示扩链剂中可与式(I-1)所示结构或式(II-1)所示结构的聚合物反应的基团的数目，即扩链剂中可与羧基或羟基反应的数目。

其中，制备式(I-1)所述结构的聚合物的步骤包括：

S101:提供式(I-5)所示化合物。

其中R₁可以为烷基、芳香族烷基等，在此不做特别限定。

在一实施例中，式(I-5)所示结构化合物为4-羟基环己酸酯。该原料来源广泛，廉价易得，能够降低生产成本。

S102:使式(I-5)所示化合物进行氧化反应并水解，制得使(I-4)所示化合物。

步骤S102中的氧化反应条件无特别限定，仅需能够使羟基转化为羰基即可，水解反应条件无特别限定，仅需能够使酯基水解为羧酸即可。优选采用氯铬酸吡啶(PCC)氧化式(I-5)所示化合物中的仲醇，该条件较为温和且产率较高。

在一实施例中，步骤S102包括以下步骤：

S1021：将4-羟基环己酸酯和氯铬酸吡啶(PCC)添加至有机溶剂(如CH₂Cl₂)中，反应温度30℃-50℃的条件下进行反应，反应完成后，过滤，并浓缩。

其中，优选4-羟基环己酸酯：氯铬酸吡啶(PCC)：CH₂Cl₂的摩尔比为1：(1-1.5)：(2.5-3.5)，更优选为1：1.2：3。

S1022：将步骤S1021中的产物置于酸性溶液中，在100℃-130℃的条件下进行反应，冷却，萃取，分离有机层并干燥，得到(I-4)所示化合物(4-酮环己酸)。

其中，酸性溶液优选为无机酸。在一实施例中，酸性溶液为1％-5％的硫酸溶液，优选为2％硫酸溶液。

S103：使(I-4)所示化合物进行烷基化反应或酯化反应制备4-酮环己酸酯，然后进行拜耳-维立格氧化反应，制得式(I-3)所示化合物；

其中，R₂为羧基保护基，例如可以为烷基(如叔丁基)、芳香烷基(如苄基)等。

在一实施例中，步骤S103包括以下步骤：

将式(I-4)所示化合物加入相应的烷基化试剂(如N,N-二甲基甲酰胺二烷基缩醛、卤代烷基或重氮烷基等)、溶剂(如DMF、三氯甲烷等)、催化剂进行烷基化反应，或加入酰氯、相应的烷基化醇、溶剂、催化剂进行酯化反应，制备4-酮环己酸酯。

优选地：当烷基化试剂采用卤代烷基时，催化剂为碱，室温下反应1～5h；采用N,N-二甲基甲酰胺二烷基缩醛时，在60～100℃温度下反应1～6h。采用重氮烷基时，室温下反应迅速。式(I-4)所示化合物、烷基化试剂的摩尔比为1:1～4，催化剂占反应物总质量的1％～10％。

酯化反应条件：缓慢滴入酰氯(比如乙酰氯、苯甲酰氯、草酰氯、氯乙酰氯、三氯乙酰氯等)，并加入溶剂(如DMF、二氯甲烷等)、催化剂(如碳二亚胺、吡啶等)和相应的烷基酯进行酯化反应，制备4-酮环己酸酯。式(I-4)所示化合物：酰氯：烷基酯的摩尔比为1:(1～4)：(1～3)。催化剂占反应物总质量的1％～10％。

然后，将4-酮环己酸酯、催化剂(如过氧化物，比如过氧酸、过氧化氢等)、溶剂(如DMF、三氯甲烷等)在50-80℃下反应1-5h。反应完成后用缓冲液进行稀释，采用的缓冲液为碳酸/磷酸/硫酸氢盐等。催化剂占反应物总质量的1％～10％。

S104：使式(I-3)所示化合物进行聚合反应，制得式(I-1)所示聚合物。

可理解的，在进行步骤S104时，R₂保护基会同时脱去，即在聚合反应步骤中式(I-3)所示化合物经(I-2)所示化合物后，生成式(I-1)所示聚合物。

在一实施例中，步骤S104包括以下步骤：

将式(I-3)所示化合物溶解在醇溶剂中，并加入催化剂，在惰性气体氛围、温度为90℃-140℃的条件下进行反应，反应完成后，分离并干燥，制得所述(I-1)所示聚合物。

其中，醇溶剂包括但不限定为甲醇、乙醇和苯甲醇中的一种或多种；催化剂可以为有机锡催化剂，包括但不限于：二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡和二醋酸二丁基锡中的一种或多种。醇溶剂和式(I-3)所示化合物(即单体)的摩尔比可以为(1.01～2):1，催化剂含量占总重量的1％～10％。

另外，制备式(II-1)所示结构的聚合物的步骤包括：

S201:使式(II-2)所示化合物和式(II-3)所示化合物反应。

在一实施例中，步骤S201包括以下步骤：

将式(II-2)所示化合物、式(II-3)所示化合物和催化剂置于密封瓶中，抽真空，在温度为120℃-150℃的条件下反应；反应完成后，重结晶获得(II-1)所示结构的聚合物。

其中，催化剂可以为有机锡催化剂，包括但不限于：辛酸亚锡，二丁基锡二月桂酸酯，二(十二烷基硫)二丁基锡，二醋酸二丁基锡等。式(II-2)所示化合物、式(II-3)所示化合物的摩尔比可以根据实际需要进行调整，(II-2)所示化合物：式(II-3)所示化合物比例越大，聚合物分子量越大，只要反应能够进行就不做特别的限制，例如可以为1：10000。所述催化剂占总反应物质量的1～10％。

优选密封瓶为安培瓶，在一实施例中，步骤S201包括以下步骤：将式(II-2)所示化合物、式(II-3)所示化合物和催化剂置于安培瓶中，反复抽真空和通氮气来置换空气，在真空下用酒精喷灯封管。将封好的安培瓶置于120～150℃下反应20～28h。反应结束后进行重结晶，并干燥，即得到四臂星形式(II-1)所示结构的聚合物。

本发明还提供了上述制备方法制备而成的改性聚己内酯植入材料。其中，改性聚己内酯植入材料的制备方法如上所述，在此不再赘述。

本发明还提供了一种纤维，该纤维具有皮芯结构。所述皮芯结构如图1所示，包括芯层100和包裹芯层的皮层200，芯层100的材料为上述改性聚己内酯植入材料；皮层200的材料为生物可降解材料。其中，改性聚己内酯植入材料及其制备方法如上所述，在此不再赘述。

该纤维通过采用上述改性聚己内酯植入材料可以增强纤维的力学性能，且上述芯层的改性聚己内酯植入材料和皮层的生物可降解材料均为可降解材料，可以有效地避免不可降解材料带来的长期存留体内的完整性遭到破坏，容易引起术后排异反应等问题。此外，上述纤维的皮/芯结构有利于充分发挥两种组分各自的优势，使复合纤维同时具有组分各自的优势。皮层和芯层能够相互起到补充力学性能、同时改善天然蛋白的脆性和弥补合成高聚物生物相容性能的不足，更好的促进伤口愈合，特别适用于肩袖部位、疝气、膝关节等多个部位。本发明所提供的补片通过上述纤维编织而成，因而具有上述纤维所具有的优势，此处不再赘述。

在一实施例中，生物可降解材料选自：玉米醇蛋白、纤维素纳米晶体、甲壳素、丝素蛋白(包括交联增强丝素蛋白)、羟基磷灰石、胶原蛋白、壳聚糖中的一种或多种。该生物可降解材料为与人体同属的天然生物材料，该种结构避免了生物材料-高分子合成材料界面相容性差的问题。

另外，还可以选择性的在皮层表面进行功能涂层300，如具有亲水、抗凝血、抗菌、防黏连等功能的涂层。功能涂层300可以通过浸渍(将补片浸渍在相应的涂层溶液中，取出后干燥)或涂覆等方式形成，在此步骤特别限定。

本发明还提供了一种纤维的制备方法，包括以下步骤：

S301：提供芯层材料，并将芯层材料配制成芯层材料溶液，芯层材料为上述改性聚己内酯植入材料或上述制备方法制备而成的改性聚己内酯植入材料。

步骤S301中的芯层材料如上所述，在此不再赘述。另外，芯层材料溶液中的溶剂可以为六氟异丙醇，芯层材料在溶液中的浓度为1％～30％。

S302：提供皮层材料，并配制成皮层材料溶液，皮层材料为生物可降解材料。

步骤S302中的皮层材料如上所述，在此不再赘述。另外，皮层材料溶液中的溶剂可以为六氟异丙醇，皮层材料在溶液中的浓度为1％～30％。

S303：分别将芯层材料溶液和皮层材料溶液采用静电纺丝的方法进行处理，并干燥，制成具有皮层材料包裹所述芯层材料的结构的纤维。

在一实施例中，静电纺丝的参数条件为：固定纺丝电压为5～35KV，喷丝针头距接收板距离为5～30cm，皮层的送速率为0.1～5mm/min，芯层为0.1～5mm/min，收集时间为4～12h。可以采用具有两套供液系统的静电纺丝仪器，直接制备图1所示的皮芯结构的纤维。在一实施例中，通过静电纺丝一起，直接由所述纤维编织成补片。

下面列举具体实施例对本发明进行说明。

实施例1

(1)芯层材料：改性聚己内酯

本实施例的改性聚己内酯的制备方法如下：

a)4-酮环己酸的制备：

将4-羟基环己酸乙酯和氯铬酸吡啶(PCC)添加至CH₂Cl₂溶液中，反应温度40℃，反应时间为6h，反应完成后，用乙醚稀释并用硅胶过滤真空浓缩。其中，4-羟基环己酸乙酯：氯铬酸吡啶(PCC)：CH₂Cl₂的摩尔比为1：1.2：3。将上述产物置于2％硫酸溶液中加热至120℃中反应4h，用乙醚萃取冷却后的溶液，分离有机层并干燥，得到4-酮环己酸。

b)苄基γ-(ε-己内酯)己酸酯的制备：

将4-酮环己酸和碳酸钠置于丙酮中剧烈搅拌，同时在室温下逐滴添加溴化苄反应3h，然后冷却和过滤，并在减压下除去溶剂。其中4-酮环己酸和溴化苄的摩尔比为1:1.3，碳酸钠占反应物(4-酮环己酸和溴化苄)质量的2％。

然后，将苄基-4-酮环己酸酯加入至质量分数为85％的间氯过氧苯甲酸(溶解于三氯甲烷)中，在60℃下反应3.5h。反应完成后用磷酸氢钠进行稀释。4-酮环己酸苄酯和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:1.5。

c)式(I-1)所示结构的聚合物的制备：

将苄基γ-(ε-己内酯)己酸酯加入洁净的烧瓶置于油浴中加热，通入氮气去除水分、氧气等杂质。加入苯甲醇、辛酸亚锡，油浴温度控制120℃左右。在氮气保护条件下搅拌6h。反应完成后，在氮气保护下冷却用氯仿溶解，真空干燥。苯甲醇：苄基γ-(ε-己内酯)己酸酯的摩尔比为1.3:1，催化剂辛酸亚锡含量占总重量的3％。

d)改性聚己内酯的制备：

和扩链剂(环氧树脂ADR-4370S)反应

环氧树脂ADR-4370S和式(I-1)所示结构的聚合物摩尔比为1.2:1，充分干燥后置于转矩流变仪中进行扩链反应，转速40r/min，混合8min，反应温度为150℃进行反应，制得实施例1的改性聚己内酯。

(2)皮层材料：甲壳素

(3)补片的制备：

称取适量的皮层材料和芯层材料，以六氟异丙醇为溶剂，在常温常压下，制备皮芯复合可降解纤维以及由该纤维编织而成的补片。其中，皮层在六氟异丙醇溶液中的浓度为4.5％，芯层材料在六氟异丙醇溶液中的浓度为5.2％。固定纺丝电压为15KV，喷丝针头距接收板距离为15cm。成膜后在真空干燥器中静置备用。该装置有两套供液系统，分别控制皮层和芯层溶液的送速率。皮层的送速率为0.25mm/min，芯层为0.26mm/min，收集时间为6h，静电纺丝后，将制备好的补片在真空干燥箱中充分干燥。

实施例2

(1)芯层材料：改性聚己内酯

本实施例的改性聚己内酯的制备方法如下：

a)4-酮环己酸的制备：

将4-羟基环己酸甲酯和氯铬酸吡啶(PCC)添加至CH₂Cl₂溶液中，反应温度45℃，反应时间为5h，反应完成后，用乙醚稀释并用硅胶过滤真空浓缩。其中4-羟基环己酸甲酯和氯铬酸吡啶(PCC)的摩尔比为1:1.3。将上述产物置于2％硫酸溶液中加热至110℃中反应5h，用乙醚萃取冷却后的溶液，分离有机层并干燥，得到4-酮环己酸。

b)叔丁基γ-(ε-己内酯)己酸酯的制备：

在氮气保护气氛下，将4-酮环己酸溶解于DMF中，并缓慢加入草酰氯，在室温搅拌13h，减压蒸馏除去过量的溶剂。在混合物中加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)和叔丁酯反应2h。其中4-酮环己酸、草酰氯和叔丁酯的摩尔比1:2:2，4-二甲氨基吡啶(DMAP)占反应物总质量的2.3％。

将上述产物加入质量分数为65％的间氯过氧苯甲酸(溶解于DMF)中，在65℃下反应3.5h。反应完成后用碳酸氢钾稀释。4-酮环己酸酯和间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1:1.4。

c)式(I-1)所示结构的聚合物的制备：

将上述步骤得到的叔丁基γ-(ε-己内酯)己酸酯置于洁净干燥的烧瓶，并置于油浴锅内，通入氮气去除水分、氧气等杂质。加入甲醇、二丁基锡二月桂酸酯，油浴温度控制100℃左右。在氮气保护条件下搅拌6h。反应完成后，在氮气保护下冷却用氯仿溶解，真空干燥。甲醇：叔丁基γ-(ε-己内酯)己酸酯的摩尔比为1.4:1，催化剂含量占总重量的5％。

d)改性聚己内酯的制备：

和扩链剂(环氧树脂ADR-4370S)反应

环氧树脂ADR-4370S和式(I-1)所示结构的聚合物摩尔比为1.2:1，充分干燥后置于转矩流变仪中进行扩链反应，转速40r/min，混合8min，反应温度为150℃进行反应，制得实施例2的改性聚己内酯。

(2)皮层材料：胶原蛋白

(3)补片的制备：

称取适量的皮层材料和芯层材料，以六氟异丙醇为溶剂，在常温常压下，制备皮芯复合可降解纤维以及由该纤维编织而成的补片。其中皮层在六氟异丙醇溶液中的浓度为5.1％，芯层在六氟异丙醇溶液中的浓度为5.9％。固定纺丝电压为20KV，喷丝针头距接收板距离为20cm。成膜后在真空干燥器中静置备用。该装置有两套供液系统，分别控制皮层和芯层溶液的送速率。皮层的送速率为0.18mm/min，芯层为0.19mm/min，收集时间为8h，静电纺丝后，将制备好的补片在真空干燥箱中充分干燥。

实施例3

(1)芯层材料：改性聚己内酯

本实施例的改性聚己内酯的制备方法如下：

a)式(II-1)所示结构的聚合物的制备：

将一定量的ε-己内酯、季戊四醇和催化剂二丁基锡二月桂酸酯置于安培瓶中，反复抽真空和通氮气来置换空气，在真空下用酒精喷灯封管。将封好的安培瓶置于130℃下反应24h。反应结束用氯仿溶解聚合物，过量甲醇沉淀，重复操作得到白色的式(II-1)所示结构的聚合物(四臂星形聚己内酯)，真空烘干至恒重。ε-己内酯、季戊四醇的摩尔比为1200:1，催化剂占总反应物质量的1.5％。

b)式(II-1)所示结构的聚合物和扩链剂(PMDA)反应

PMDA和式(II-1)所示结构的聚合物的摩尔比为5:1，充分干燥后置于转矩流变仪中进行扩链反应，转速60r/min，混合10min，反应温度为160℃制得实施例3的改性聚己内酯。

(2)皮层材料：甲壳素

(3)补片的制备：

称取适量的皮层材料和芯层材料，以六氟异丙醇为溶剂，在常温常压下，制备皮芯复合可降解纤维以及由该纤维编织而成的补片。其中，皮层在六氟异丙醇溶液中的浓度为4.5％，芯层材料在六氟异丙醇溶液中的浓度为5.2％。固定纺丝电压为15KV，喷丝针头距接收板距离为15cm。成膜后在真空干燥器中静置备用。该装置有两套供液系统，分别控制皮层和芯层溶液的送速率。皮层的送速率为0.25mm/min，芯层为0.26mm/min，收集时间为6h，静电纺丝后，将制备好的补片在真空干燥箱中充分干燥。

实施例4

(1)芯层材料：改性聚己内酯

本实施例的改性聚己内酯的制备方法如下：

a)式(II-1)所示结构的聚合物的制备：

将一定量的ε-己内酯、季戊四醇和催化剂二丁基锡二月桂酸酯置于安培瓶中，反复抽真空和通氮气来置换空气，在真空下用酒精喷灯封管。将封好的安培瓶置于130℃下反应24h。反应结束用氯仿溶解聚合物，过量甲醇沉淀，重复操作得到白色的式(II-1)所示结构的聚合物(四臂星形聚己内酯)，真空烘干至恒重。ε-己内酯、季戊四醇的摩尔比为900:1，催化剂占总反应质量的2％。

b)式(II-1)所示结构的聚合物和扩链剂(甲苯二异氰酸酯)反应

式(II-1)所示结构的聚合物和甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1:1.3，充分干燥后置于转矩流变仪中进行扩链反应，转速50r/min，混合9min。反应温度为135℃，制得实施例4的改性聚己内酯。

(2)皮层材料：胶原蛋白

(3)补片的制备：

称取适量的皮层材料和芯层材料，以六氟异丙醇为溶剂，在常温常压下，制备皮芯复合可降解纤维以及由该纤维编织而成的补片。其中皮层在六氟异丙醇溶液中的浓度为5.1％，芯层在六氟异丙醇溶液中的浓度为5.9％。固定纺丝电压为20KV，喷丝针头距接收板距离为20cm。成膜后在真空干燥器中静置备用。该装置有两套供液系统，分别控制皮层和芯层溶液的送速率。皮层的送速率为0.18mm/min，芯层为0.19mm/min，收集时间为8h，静电纺丝后，将制备好的补片在真空干燥箱中充分干燥。

性能测试

(1)凝胶渗透色谱分析

测试对象：“改性前”为实施例1～4中未与扩链剂进行反应的式(I-1)或式(II-1)所示结构的聚合物，“改性后”为实施例1～4中与扩链剂反应后的聚合物。

测试方法：采用凝胶色谱分析仪进行测试，聚苯乙烯作为标样，四氢呋喃作为流动相。检测温度为35℃，流速为1mL/min。

由上表可以看出，经过扩链改性后制备的聚己内酯数均分子量(M_n)和重均分子量(M_w)均明显增大，分子量增大有利于提高力学性能。

(2)力学性能测试

测试对象：“改性前”为实施例1～4中未与扩链剂进行反应的式(I-1)或式(II-1)所示结构的聚合物纺丝编织成的补片，“改性后”为实施例1～4中最终制得的补片。

测试方法：将补片裁剪成合适尺寸，采用万能试验机测试材料的拉伸断裂强度和断裂伸长率。夹持距离为30～50mm，测试3次，取其算术平均值。下表中，单位截面积拉伸断裂强度为万能试验机测得的拉伸断裂强度与补片截面积的比值。

从表1可以看出，实施例1～4的单位截面积拉伸断裂强度明显增大，且断裂伸长率(最大应变)也显著增大，说明改性聚己内酯的力学性能具有较大的提高。

(3)细胞毒性(常规PCL已经被证实没有细胞毒性，这里采用本发明实施例1～4中制成的补片与常规PCL进行细胞毒性对比试验)常规PCL购于湖南聚仁化工新材料科技有限公司，并采用静电纺丝技术制备成补片。

实验分为2组：实验组为实施例1～4制备的皮芯结构补片裁剪成合适尺寸后的细胞培养基浸提液，对照组为同样体积(1mL/cm³)的常规PCL裁剪成合适尺寸后的培养基浸提液，在37℃培养箱中培养。取兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)，以细胞浓度为1×10⁸/L，每孔100uL接种至96孔板中。分别在1/2/3天随机选取1个孔板，采用MTT法酶联免疫检测仪测定450nm波长处的吸光度值，测定细胞活力。

细胞毒性相对增殖率(RGR)＝实验组吸光度值/对照组吸光度值×100％。当RGR(×10^-2)≧100时为合格，即无细胞毒性。

通过测得1～3天的实验组及阴性对照组的吸光度值，计算出RGR，与材料毒性等级(CTG)进行对比。结果表明，采用本专利所述方法制备的补片无细胞毒性，具有良好的生物相容性。

(4)补片的细胞黏附、增殖活力测试

测试方法：采用静电纺丝工艺将常规PCL和实施例1～4芯层改性PCL材料制备成补片。将所有测试对象进行合理剪裁后进行EO灭菌处理。取兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)，细胞接种密度为6×10⁷/L，每孔100uL接种至96孔板中。分别在1、3、5天随机选取1个孔板，采用MTT法酶联免疫检测仪测定450nm波长处的吸光度值，作为“细胞增殖活力试验”的结果。常规PCL购于湖南聚仁化工新材料科技有限公司。

采用SPSS统计软件对结果进行分析，两个尾T-测试(two-tailed Student T-test)被用来做统计分析，当p﹤0.05时结果具有统计学意义。

细胞黏附率＝(接种细胞数—未附着细胞数)/接种细胞数×100％

实施例1：

细胞增殖活力试验结果：

细胞黏附试验结果：

实施例2：

细胞增殖活力试验结果：

细胞黏附试验结果：

实施例3：

细胞增殖活力试验结果：

细胞黏附试验结果：

实施例4

细胞增殖活力试验结果：

细胞黏附试验结果：

由上表可知，皮芯结构的补片的细胞黏附和增殖效果明显大于常规聚己内酯，促进细胞增殖的效果更好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述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。