一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架及其制备方法

摘要

本发明公开了一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架及其制备方法。其制备方法为：(1)制备接枝度为1～20％的PEG化壳聚糖，即PEG‑CS；(2)将PEG‑CS溶解于醋酸溶液中，得到PEG‑CS溶液；(3)将聚乳酸‑聚己内酯混合物溶解于六氟异丙醇中，得到PLCL溶液；(4)将PLCL溶液和PEG‑CS溶液混合，然后涂膜到支架接收器上，得支架的内层；(5)将PLCL和PEG混合，然后加入至六氟异丙醇中；(6)以步骤(4)所得产物为基础，采用静电纺丝方法，制备支架的外层，然后于水中浸泡，使PEG溶解致孔，得双层支架。本发明方法制备得到的双层支架，具有优良的生物相容性和抗凝血性能。

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架及其制备方法。

背景技术

心血管疾病现已成为全球的头号“杀手”，每年全球所需要可移植的血管超过百万条。目前，临床治疗(特别针对小口径的冠状动脉)手术采用的大部分是自体静脉和动脉。然而，自体移植物来源有限，需要额外的手术造成二次伤害。因此，对人造小口径血管的研究具有重要的社会经济价值。当前，人造小血管在植入体内后，如果不做抗凝血处理，管腔内就会出现血栓。因此，如何提高血管支架的抗凝血性能成为该领域的研究热点之一。

亲水性的聚乙二醇(PEG)可以与水分子强烈结合形成表面水化层，它可以有效地抑制血浆蛋白和大部分血液成分的吸附。而且，PEG链段方便、快捷的移动可以抑制血液中的蛋白、血小板和红细胞的吸附；尤其是PEG可避免蛋白质构象的变化，以保持它们的自然特性。因此，将PEG用于改善人造小血管的血液相容性具有重大科学意义和实用价值。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架及其制备方法，可有效解决现有支架生物相容性差的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备接枝度为1～20％的PEG化壳聚糖，即PEG-CS；

(2)将PEG-CS溶解于醋酸溶液中，得到浓度为0.25％～2.5％的PEG-CS溶液；

(3)将聚乳酸-聚己内酯混合物溶解于六氟异丙醇中，得到浓度为1％～15％的PLCL溶液；其中，所述聚乳酸和聚己内酯的摩尔比为45～50:50～53；

(4)将PLCL溶液和PEG-CS溶液混合，然后涂膜到支架接收器上，涂膜厚度为5～100μm，得支架的内层；其中，所述PEG-CS溶液和PLCL溶液的体积比为1:0.5～1:20；

(5)将PLCL和PEG混合，然后加入至六氟异丙醇中，得浓度为8％～22％的混合物溶液；其中，所述PLCL和PEG的重量比为1:0.1～1:2；

(6)以步骤(4)所得产物为基础，采用静电纺丝方法，通过步骤(5)所得产物纺丝制备支架的外层，然后于水中浸泡，使PEG溶解致孔，得双层支架。

进一步地，步骤(1)中PEG-CS的制备方法为：

(1)将分子量为1000-8000的PEG与三乙胺及对硝基氯甲酸苯酯以摩尔比1～2:1.5～3:2～3的比例混合，并溶于乙腈溶剂中，然后于5～8℃搅拌反应22～24h，然后放置过夜；经过滤、对滤液旋蒸，再用乙醚沉淀、真空干燥得PEG-碳酸二(4-硝基苯基)酯中间产物，即PEG-NO₂；

(2)将分子量为10000-80000的壳聚糖溶解在醋酸溶液中，得到浓度为2％～5％的壳聚糖溶液，然后加入步骤(1)所得的PEG-NO₂，室温下搅拌反应2天；再依次进行冻干，乙醇洗涤、室温干燥后得到PEG接枝度为1％-20％的PEG化壳聚糖，即PEG-CS；其中，所述壳聚糖与PEG-NO₂的重量比为2:1～2:4。

进一步地，PEG、三乙胺以及对硝基氯甲酸苯酯的摩尔比为2:3:3。

进一步地，步骤(2)中PEG-CS溶液的浓度为2％。

进一步地，步骤(3)中PLCL溶液的浓度为6％。

进一步地，步骤(3)中聚乳酸和聚己内酯的比例为50:50。

进一步地，步骤(4)中PEG-CS溶液和PLCL溶液的体积比为1:2。

进一步地，步骤(5)中PLCL和PEG的重量比为1:1。

进一步地，步骤(6)中静电纺丝的条件为：纺丝电压为10-30Kv，纺丝推进速度为0.5-3mL/h，接收距离为10-30cm，接收器旋转速度为10-200rpm。

上述方法制备得到的双层支架。

本发明的有益效果为：

1、本发明制备方法所得的含PEG接枝化双层支架，其结构为内层以PEG-CS/PLCL涂层为主，涂层厚度5-100μm，且该内层结构具有优良的血液相容性；外层以PLCL/PEG的大孔静电纺丝纤维层，能促进细胞快速渗透迁移。

2、本发明通过相结合的涂层和静电纺丝技术，制备得到含PEG接枝化双层支架，具有操作工艺简单、形貌结果可控、原料廉价易得且成本低、生物相容及血液相容性好等特点，不需要复杂昂贵的设备，可以批量生产，并在血管组织修复中具有潜在的应用前景。

附图说明

图1为PEG接枝壳聚糖的红外图谱；

图2为含PEG接枝型壳聚糖双层管状支架图片；

图3为含PEG-CS的双层支架与壳聚糖膜的抗血小板粘附效果对比图；其中，图3a为壳聚糖膜的抗血小板粘附效果图；图3b为双层支架(PEG-CS)的抗血小板粘附效果图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10g分子量为2000的PEG、1.4mL三乙胺以及2g对硝基氯甲酸苯酯混合，然后溶于100mL乙腈溶剂中，形成混合体系，并于5℃搅拌反应24小时，然后放置过夜；经过滤、对滤液旋蒸，再用乙醚沉淀、真空干燥即得PEG-碳酸二(4-硝基苯基)酯(PEG-NO₂)中间产物；

(2)将2g分子量为50000的壳聚糖溶解在醋酸溶液中，得到浓度为5％的壳聚糖溶液，待溶解充分后，加入1.4g步骤(1)所得的PEG-NO₂，室温下搅拌反应2天；再依次进行冻干、乙醇洗涤、干燥，然后得到PEG接枝，接枝度为10％的壳聚糖，即PEG-CS；

(3)将0.2g PEG-CS溶于10mL醋酸溶液中；将0.6g的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)(聚乳酸和聚己内酯的摩尔比为50:50)溶于10mL六氟异丙醇中；

(4)分别取步骤(3)中PEG-CS以及PLCL溶液各0.5mL，经混合后，涂膜到支架接收器上，涂膜厚度为10-80μm，即得支架的内层；

(5)分别称取0.6g的PLCL与0.6g PEG混合，然后溶解于10mL六氟异丙醇中，再通过静电纺丝的方法，以步骤(4)所得产物为基础，制备支架的外层，纺丝使用电压12kV，纺丝推进速度为1mL/h，接收距离为10cm，接收器旋转速度为10rpm；

(6)将制备好的支架浸泡水中将PEG溶解致孔，获得外层纤维孔径大、孔隙率高的双层支架。

本实施例的得到的双层支架中，所述支架外层PLCL/PEG的厚度为200-400μm，其构成的内层厚度为10-80μm。

实施例2

一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10g分子量为2000的PEG、1.4mL三乙胺以及2g对硝基氯甲酸苯酯混合，然后溶于100mL乙腈溶剂中，形成混合体系，并于5℃搅拌反应24小时，然后放置过夜；经过滤、对滤液旋蒸，再用乙醚沉淀、真空干燥即得PEG-碳酸二(4-硝基苯基)酯(PEG-NO₂)中间产物；

(2)将2g分子量为50000的壳聚糖溶解在醋酸溶液中，得到浓度为3％的壳聚糖溶液，待溶解充分后，加入3.5g步骤(1)所得的PEG-NO₂，室温下搅拌反应2天；再依次进行冻干、乙醇洗涤、干燥，然后得到PEG接枝，接枝度为20％的壳聚糖，即PEG-CS；

(3)将0.2g PEG-CS溶于10mL醋酸溶液中；将0.6g的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)(聚乳酸和聚己内酯的摩尔比为50:50)溶于10mL六氟异丙醇中；

(4)取步骤(3)中0.5mL的PEG-CS以及1mL的PLCL溶液，经混合后，涂膜到支架接收器上，涂膜厚度为10-80μm，即得支架的内层；

(5)分别称取0.6g的PLCL与0.6g PEG混合，然后溶解于10mL六氟异丙醇中，再通过静电纺丝的方法，以步骤(4)所得产物为基础，制备支架的外层，纺丝使用电压12kV，纺丝推进速度为1mL/h，接收距离为10cm，接收器旋转速度为10rpm；

(6)将制备好的支架浸泡水中将PEG溶解致孔，获得外层纤维孔径大、孔隙率高的双层支架。

本实施例的得到的双层支架中，支架的外层PLCL/PEG的厚度为200-400μm，其构成的内层厚度为10-80μm。

实施例3

一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10g分子量为2000的PEG、1.4mL三乙胺以及2g对硝基氯甲酸苯酯混合，然后溶于100mL乙腈溶剂中，形成混合体系，并于5℃搅拌反应24小时，然后放置过夜；经过滤、对滤液旋蒸，再用乙醚沉淀、真空干燥即得PEG-碳酸二(4-硝基苯基)酯(PEG-NO₂)中间产物；

(2)将2g分子量为50000的壳聚糖溶解在醋酸溶液中，得到浓度为2％的壳聚糖溶液，待溶解充分后，加入2.4g步骤(1)所得的PEG-NO₂，室温下搅拌反应2天；再依次进行冻干、乙醇洗涤、干燥，然后得到PEG接枝，接枝度为16％的壳聚糖，即PEG-CS；

(3)将0.1g PEG-CS溶于10mL醋酸溶液中；将0.6g的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)(聚乳酸和聚己内酯的摩尔比为50:50)溶于10mL六氟异丙醇中；

(4)取步骤(3)中0.5mL的PEG-CS以及1mL的PLCL溶液，经混合后，涂膜到支架接收器上，涂膜厚度为10-80μm，即得支架的内层；

(5)分别称取1.2g的PLCL与0.6g PEG混合，然后溶解于10mL六氟异丙醇中，再通过静电纺丝的方法，以步骤(4)所得产物为基础，制备支架的外层，纺丝使用电压18kV，纺丝推进速度为1mL/h，接收距离为12cm，接收器旋转速度为10rpm；

(6)将制备好的支架浸泡水中将PEG溶解致孔，获得外层纤维孔径大、孔隙率高的双层支架；

本实施例的得到的双层支架中，支架的外层PLCL/PEG的厚度为200-400μm，其构成的内层厚度为10-80μm。

实施例4

一种含有PEG接枝型壳聚糖的双层支架的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10g分子量为2000的PEG、1.4mL三乙胺以及2g对硝基氯甲酸苯酯混合，然后溶于100mL乙腈溶剂中，形成混合体系，并于5℃搅拌反应24小时，然后放置过夜；经过滤、对滤液旋蒸，再用乙醚沉淀、真空干燥即得PEG-碳酸二(4-硝基苯基)酯(PEG-NO₂)中间产物；

(2)将2g分子量为50000的壳聚糖溶解在醋酸溶液中，得到浓度为2.5％的壳聚糖溶液，待溶解充分后，加入1g步骤(1)所得的PEG-NO₂，室温下搅拌反应2天；再依次进行冻干、乙醇洗涤、干燥，然后得到PEG接枝，接枝度为1％的壳聚糖，即PEG-CS；

(3)将0.1g PEG-CS溶于10mL醋酸溶液中；将0.6g的聚乳酸-聚己内酯(PLCL)(聚乳酸和聚己内酯的摩尔比为50:50)溶于10mL六氟异丙醇中；

(4)取步骤(3)中0.5mL的PEG-CS以及1mL的PLCL溶液，经混合后，涂膜到支架接收器上，涂膜厚度为10-80μm，即得支架的内层；

(5)分别称取1.2g的PLCL与0.6g PEG混合，然后溶解于10mL六氟异丙醇中，再通过静电纺丝的方法，以步骤(4)所得产物为基础，制备支架的外层，纺丝使用电压18kV，纺丝推进速度为1mL/h，接收距离为12cm，接收器旋转速度为10rpm；

(6)将制备好的支架浸泡水中将PEG溶解致孔，获得外层纤维孔径大、孔隙率高的双层支架；

本实施例的得到的双层支架中，支架的外层PLCL/PEG的厚度为200-400μm，其构成的内层厚度为10-80μm。

分别用壳聚糖膜和实施例2制备得到的双层支架(PEG-CS)进行抗凝血检验，其结果见图3；而图1为PEG接枝壳聚糖的红外图谱，图2为含PEG接枝型壳聚糖双层管状支架图片。

在图3中，图3a为壳聚糖膜的抗血小板粘附效果图；图3b为双层支架(PEG-CS)的抗血小板粘附效果图；通过图3的对比，可明显看出，图3b中血小板的含量明显低于图3a，表明本发明方法制备得到的含PEG-CS的双层支架具有优良的血液相容性和生物相容性，同时，抗凝血性能远远高于壳聚糖膜。