一种磁性壳聚糖组织工程支架.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310231886.6

申请日:

20130609

公开号:

CN103341205A

公开日:

20131009

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

A61L27/02,A61L27/20,A61L27/50,A61L27/56

主分类号:

A61L27/02,A61L27/20,A61L27/50,A61L27/56

申请人:

山东大学

发明人:

葛建华,闫兵,边洁,张斌

地址:

250061 山东省济南市历下区经十路17923号

优先权:

CN201310231886A

专利代理机构:

济南圣达知识产权代理有限公司

代理人:

杨琪

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内容摘要

本发明涉及一种磁性壳聚糖组织工程支架,它为含有质量百分比0.1-80%的Fe3O4的壳聚糖组织工程支架。所述的磁性壳聚糖组织工程支架为孔隙率0.01-99.9%,孔径1-107nm的多孔结构。本发明能减少药物对全身的毒害作用,减少磁性靶向给药过程的繁琐步骤,亦可用于其他以磁性作为靶向的治疗手段。

权利要求书

1.一种磁性壳聚糖组织工程支架,其特征是含有质量百分比0.1-80%的FeO的壳聚糖组织工程支架。 2.根据权利要求1所述的一种磁性壳聚糖组织工程支架,其特征是,所述的磁性壳聚糖组织工程支架为孔隙率0.01-99.9%,孔径1-10nm的多孔结构。 3.根据权利要求1所述的一种磁性壳聚糖组织工程支架,其特征是,所述的FeO是指粒径在1-10nm之间的FeO。 4.权利要求1所述的一种磁性壳聚糖组织工程支架的加工方法,其特征是,为溶剂流延-颗粒沥滤、膜材层压、纤维结合、熔融模塑、挤出沥滤、乳液冷冻干燥、热诱发相分离、超临界流体技术、超临界液体-沥滤、三维打印沥滤或熔融挤出模塑法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性壳聚糖组织工程支架。

背景技术

组织工程技术发展的首要目的是应用于临床,以治疗因为组织损失或器官衰竭所产生的 疾病。传统的治疗方法包括器官移植、外科重建、使用机械装置和定期注入药物等,这些方法 不但昂贵而且通常并不能有效地达到治疗目的。

随着生命科学以及物理、化学、材料学科的发展,组织工程学应运而生,这就从根本上解 决了组织和器官缺损所致的功能障碍或丧失的治疗问题。其基本方法是将体外培养的高浓度 组织细胞,扩增后吸附于一种生物相容性良好、并可被人体逐步降解吸收的细胞外基质上。该 材料可为细胞提供生存的三维空间,有利于细胞获得足够的营养物质,进行气体交换,排除废 料,使细胞按预制形态的三维支架生长。然后将这种细胞生物材料复合体植入机体病损部位, 在生物支架逐步降解吸收过程中,种植的细胞继续增生繁殖,形成了新的具有其原来特殊功能 和形态的相应组织和器官,达到修复创伤和重建功能的目的。

组织工程支架是组织工程化组织最基本的构架,它不仅为特定的细胞提供结构支撑作用, 而且还起到模板作用,引导组织再生和控制组织结构。聚己内酯可降解、无毒、易加工,是常 用的组织工程支架材料。

磁性靶向给药系统由于可以更有针对性的治疗疾病,减少药物对全身的毒害作用,而成 为研究的热点。但传统的磁性靶向给药系统常用外加磁场作为药物聚集的驱动力,使得给药 过程步骤繁琐。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足,而提供一种磁性壳聚糖组织工程支架,得到具有磁性的 可用于磁性靶向给药系统靶向的组织工程支架。

本发明采取的技术方案为:

一种磁性壳聚糖组织工程支架,它为含有质量百分比0.1-80%的Fe3O4的壳聚糖组织工程 支架。

所述的磁性壳聚糖组织工程支架为孔隙率0.01-99.9%,孔径1-107nm的多孔结构。

所述的Fe3O4,是指粒径在1-107nm之间的Fe3O4。

所述的磁性壳聚糖组织工程支架的加工方法,有溶剂流延-颗粒沥滤、膜材层压、纤维 结合、熔融模塑、挤出沥滤、乳液冷冻干燥、热诱发相分离、超临界流体技术、超临界液体 -沥滤、三维打印(沥滤)或熔融挤出模塑等方法。

本发明的有益效果:

(1)减少药物对全身的毒害作用。

(2)减少给药过程的繁琐步骤。

(3)可用于其他以磁性作为靶向的治疗手段。

附图说明

图1是壳聚糖磁性组织工程支架的扫描电镜照片;

图2是含有20%Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架(I2)的磁滞回线图;

图3为用KB细胞检测材料的细胞毒性试验结果图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明,但是这些实施例不意于限制本发明的范围。

实施例1

2g壳聚糖溶于2wt%醋酸水溶液,将1g粒径小于50nm的Fe3O4粉末加入充分溶解的壳 聚糖溶液中,搅拌均匀,倒入模具。冷冻干燥4天后,用NaOH稀溶液中和醋酸,制得含有 Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架。

实施例2

5g壳聚糖溶于4wt%醋酸水溶液,将0.5g粒径小于5微米的Fe3O4粉末和15g粒径200-300 微米的NaCl混合均匀,加入充分溶解的壳聚糖溶液中,搅拌均匀,液氮速冻后,放入真空冷 冻干燥机,使得溶剂充分挥发。用NaOH稀溶液中和醋酸后,加入大量蒸馏水反复沥滤,制 得含有Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架。

实施例3

将壳聚糖溶于2wt%醋酸水溶液,将适量Fe3O4粉末(壳聚糖和Fe3O4粉末质量比分别为I1 为0.9:0.1;I2为0.8:0.2;I4为0.6:0.4)加入充分溶解的壳聚糖溶液中,搅拌均匀,倒 入模具。-80°C过夜后,放入冷冻干燥机。冷冻干燥4天后,用NaOH稀溶液中和醋酸,再 次冷冻干燥,制得含有0%(I0)、10%(I1)、20%(I2)和40%(I3)Fe3O4的壳聚糖磁性组织 工程支架。

对比例

制备方法同实施例3,区别是壳聚糖和Fe3O4粉末质量比1:0;制得含有0%(I0)Fe3O4的 壳聚糖磁性组织工程支架。

性能测试:

图1是壳聚糖磁性组织工程支架的扫描电镜照片。

图2是含有20%Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架(I2)的磁滞回线图。结果显示:其饱 和磁化强度Ms为11.17emu/g,剩磁Mr为1.1emu/g,矫顽力Hc为145Oe,具有良好的磁性。

图3是用KB细胞检测材料的细胞毒性(以不经任何处理的培养液为控制组)。将2.5mm ×10mm×10mm的长方体小片浸入1ml培养液中,每天提取浸泡液并加入新的培养液,如此反 复,提取1d、2d、3d、4d、5d、6d和7d的浸泡液。将含有10000KB细胞的100微升培养液 加入96孔盘的每个小孔,第二天加入100微升浸泡液或者100微升新鲜培养液(控制组), 培养2天后,采用MTT法检测细胞活性,结果显示壳聚糖磁性组织工程支架对细胞没有毒性。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103341205 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103341205 A *CN103341205A* (21)申请号 201310231886.6 (22)申请日 2013.06.09 A61L 27/02(2006.01) A61L 27/20(2006.01) A61L 27/50(2006.01) A61L 27/56(2006.01) (71)申请人 山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923 号 (72)发明人 葛建华 闫兵 边洁 张斌 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人 。

2、杨琪 (54) 发明名称 一种磁性壳聚糖组织工程支架 (57) 摘要 本发明涉及一种磁性壳聚糖组织工程支架, 它为含有质量百分比 0.1-80% 的 Fe3O4的壳聚糖 组织工程支架。所述的磁性壳聚糖组织工程支架 为孔隙率 0.01-99.9%, 孔径 1-107nm 的多孔结构。 本发明能减少药物对全身的毒害作用, 减少磁性 靶向给药过程的繁琐步骤, 亦可用于其他以磁性 作为靶向的治疗手段。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (10)申请公布号 CN 10。

3、3341205 A CN 103341205 A *CN103341205A* 1/1 页 2 1. 一种磁性壳聚糖组织工程支架, 其特征是含有质量百分比 0.1-80% 的 Fe3O4的壳聚 糖组织工程支架。 2. 根据权利要求 1 所述的一种磁性壳聚糖组织工程支架, 其特征是, 所述的磁性壳聚 糖组织工程支架为孔隙率 0.01-99.9%, 孔径 1-107nm 的多孔结构。 3. 根据权利要求 1 所述的一种磁性壳聚糖组织工程支架, 其特征是, 所述的 Fe3O4是指 粒径在 1-107nm 之间的 Fe3O4。 4. 权利要求 1 所述的一种磁性壳聚糖组织工程支架的加工方法, 其特征是。

4、, 为溶剂流 延颗粒沥滤、 膜材层压、 纤维结合、 熔融模塑、 挤出沥滤、 乳液冷冻干燥、 热诱发相分离、 超 临界流体技术、 超临界液体沥滤、 三维打印沥滤或熔融挤出模塑法。 权 利 要 求 书 CN 103341205 A 2 1/2 页 3 一种磁性壳聚糖组织工程支架 技术领域 0001 本发明涉及一种磁性壳聚糖组织工程支架。 背景技术 0002 组织工程技术发展的首要目的是应用于临床 , 以治疗因为组织损失或器官衰竭 所产生的疾病。传统的治疗方法包括器官移植、 外科重建、 使用机械装置和定期注入药物 等 , 这些方法不但昂贵而且通常并不能有效地达到治疗目的。 0003 随着生命科学以及。

5、物理、 化学、 材料学科的发展,组织工程学应运而生,这就从根 本上解决了组织和器官缺损所致的功能障碍或丧失的治疗问题。 其基本方法是将体外培养 的高浓度组织细胞 , 扩增后吸附于一种生物相容性良好、 并可被人体逐步降解吸收的细胞 外基质上。该材料可为细胞提供生存的三维空间 , 有利于细胞获得足够的营养物质 , 进行 气体交换 , 排除废料 , 使细胞按预制形态的三维支架生长。然后将这种细胞生物材料复合 体植入机体病损部位 , 在生物支架逐步降解吸收过程中 , 种植的细胞继续增生繁殖 , 形成 了新的具有其原来特殊功能和形态的相应组织和器官 , 达到修复创伤和重建功能的目的。 0004 组织工程。

6、支架是组织工程化组织最基本的构架, 它不仅为特定的细胞提供结构支 撑作用 , 而且还起到模板作用 , 引导组织再生和控制组织结构。聚己内酯可降解、 无毒、 易 加工, 是常用的组织工程支架材料。 0005 磁性靶向给药系统由于可以更有针对性的治疗疾病, 减少药物对全身的毒害作 用, 而成为研究的热点。 但传统的磁性靶向给药系统常用外加磁场作为药物聚集的驱动力, 使得给药过程步骤繁琐。 发明内容 0006 本发明的目的是克服上述不足, 而提供一种磁性壳聚糖组织工程支架, 得到具有 磁性的可用于磁性靶向给药系统靶向的组织工程支架。 0007 本发明采取的技术方案为 : 0008 一种磁性壳聚糖组织。

7、工程支架, 它为含有质量百分比0.1-80%的Fe3O4的壳聚糖组 织工程支架。 0009 所述的磁性壳聚糖组织工程支架为孔隙率0.01-99.9%, 孔径1-107nm的多孔结构。 0010 所述的 Fe3O4, 是指粒径在 1-107nm 之间的 Fe3O4。 0011 所述的磁性壳聚糖组织工程支架的加工方法, 有溶剂流延颗粒沥滤、 膜材层压、 纤维结合、 熔融模塑、 挤出沥滤、 乳液冷冻干燥、 热诱发相分离、 超临界流体技术、 超临界液 体沥滤、 三维打印 (沥滤) 或熔融挤出模塑等方法。 0012 本发明的有益效果 : 0013 (1) 减少药物对全身的毒害作用。 0014 (2) 减。

8、少给药过程的繁琐步骤。 0015 (3) 可用于其他以磁性作为靶向的治疗手段。 说 明 书 CN 103341205 A 3 2/2 页 4 附图说明 0016 图 1 是壳聚糖磁性组织工程支架的扫描电镜照片 ; 0017 图 2 是含有 20%Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架 (I2) 的磁滞回线图 ; 0018 图 3 为用 KB 细胞检测材料的细胞毒性试验结果图。 具体实施方式 0019 下面结合实施例进一步说明本发明, 但是这些实施例不意于限制本发明的范围。 0020 实施例 1 0021 2g 壳聚糖溶于 2wt% 醋酸水溶液, 将 1g 粒径小于 50nm 的 Fe3O4粉末加入。

9、充分溶解 的壳聚糖溶液中, 搅拌均匀, 倒入模具。冷冻干燥 4 天后, 用 NaOH 稀溶液中和醋酸, 制得含 有 Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架。 0022 实施例 2 0023 5g 壳聚糖溶于 4wt% 醋酸水溶液, 将 0.5g 粒径小于 5 微米的 Fe3O4粉末和 15g 粒 径 200-300 微米的 NaCl 混合均匀, 加入充分溶解的壳聚糖溶液中, 搅拌均匀, 液氮速冻后, 放入真空冷冻干燥机, 使得溶剂充分挥发。用 NaOH 稀溶液中和醋酸后, 加入大量蒸馏水反 复沥滤, 制得含有 Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架。 0024 实施例 3 0025 将壳聚糖溶于 2w。

10、t% 醋酸水溶液, 将适量 Fe3O4粉末 (壳聚糖和 Fe3O4粉末质量比分 别为 I1 为 0.9:0.1 ; I2 为 0.8:0.2 ; I4 为 0.6:0.4) 加入充分溶解的壳聚糖溶液中, 搅拌均 匀, 倒入模具。-80 C 过夜后, 放入冷冻干燥机。冷冻干燥 4 天后, 用 NaOH 稀溶液中和醋 酸, 再次冷冻干燥, 制得含有 0%(I0) 、 10%(I1) 、 20%(I2) 和 40%(I3) Fe3O4的壳聚糖磁性 组织工程支架。 0026 对比例 0027 制备方法同实施例 3, 区别是壳聚糖和 Fe3O4粉末质量比 1:0 ; 制得含有 0%(I0) Fe3O4的。

11、壳聚糖磁性组织工程支架。 0028 性能测试 : 0029 图 1 是壳聚糖磁性组织工程支架的扫描电镜照片。 0030 图 2 是含有 20%Fe3O4的壳聚糖磁性组织工程支架 (I2) 的磁滞回线图。结果显示 : 其饱和磁化强度Ms为11.17emu/g, 剩磁Mr为1.1emu/g, 矫顽力Hc为145Oe, 具有良好的磁 性。 0031 图 3 是用 KB 细胞检测材料的细胞毒性 (以不经任何处理的培养液为控制组) 。将 2.5mm10mm10mm 的长方体小片浸入 1ml 培养液中, 每天提取浸泡液并加入新的培养液, 如此反复, 提取 1d、 2d、 3d、 4d、 5d、 6d 和 7d 的浸泡液。将含有 10000KB 细胞的 100 微升培 养液加入 96 孔盘的每个小孔, 第二天加入 100 微升浸泡液或者 100 微升新鲜培养液 (控制 组) , 培养 2 天后, 采用 MTT 法检测细胞活性, 结果显示壳聚糖磁性组织工程支架对细胞没有 毒性。 说 明 书 CN 103341205 A 4 1/3 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103341205 A 5 2/3 页 6 说 明 书 附 图 CN 103341205 A 6 3/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103341205 A 7 。

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