一种具有纤维结构的组织修复膜及其制备方法、使用方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医用材料领域，尤其涉及一种具有纤维结构的组织修复膜及其制备方法、使用方法和应用，并且该组织修复膜的纤维在毫米甚至于更大的尺度上表现为弯曲。
【背景技术】
[0002]生物组织工程学与再生医学是21世纪高速发展的一种新型学科:即利用恰当的生物材料，在机体器官或组织病变受损部位进行修复再生。在临床医疗领域中，诸多学科应用不同的生物医学材料(Scaffold)作为细胞外间质支架，药物载体，细胞/基因携带载体等功能被加以应用。细胞在支架的特定三维空间内的生长环境内移行、代谢、分化，代谢产生自身的细胞外间质，进而形成新的与自体相同的组织结构，其所提供的人工细胞外间质经降解后自然被人体代谢吸收。
[0003]通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。静电纺丝是一种利用带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形制备纳米到微米尺寸聚合物纤维的纺丝技术，相对于一般方法制备的聚合物纤维，静电纺丝制备的纤维具有直径小、孔隙度高、孔隙连通、比表面积大等优点，而且其设备易组装、操作方便。同时，静电纺丝纳米纤维支架可在形态和结构上模拟人体天然细胞外基质(ECM)，有利于细胞的粘附和增殖，可为组织器官的再生创造有利的条件。
[0004]正是由于上述的优点，静电纺丝纤维膜在仿生、组织工程等医疗领域有广阔的应用前景。如中国专利CN102965849A中提供了一种静电纺丝制备医用屏障膜的方法，该方法具有纺丝效率高的优点，所制备的医用屏障膜具有良好的生物相容性和生物可降解性，并具有优良的力学性能和优异的屏蔽性。另外，中国专利CN101623517A中提供了一种医用防粘连膜及其制备方法，所述的防粘连膜包括纳米支架和附着于其上的水溶胶，该防粘连膜的纳米支架，也是通过静电纺丝制备而得的。
[0005]目前已经有不少改善电纺纳米纤维力学性能的方法，如中国专利CN102634978A中提供了一种纤维蛋白胶增强聚乳酸纤维的制备方法，该方法通过静电纺丝制备聚乳酸纤维，然后在表面涂覆纤维蛋白胶及催化剂，干燥固化，从而改善了聚乳酸纤维的拉伸强度和细胞亲和性。另外，中国专利CN102140734A中提供了一种增强型双组分纳米纤维多孔膜，其制备方法是将聚合物树脂与聚氨酯预聚体溶解在溶剂中并通过静电纺丝得到无纺膜，再在室温下将无纺膜中的聚氨酯预聚体中的-NCO-与空气中水的-OH键发生反应交联，自聚合生成聚氨酯，使无纺膜中的纳米纤维互相粘结组成聚合物树脂和聚氨酯双组分复合膜，极大地提高了纤维的机械强度。这也使静电纺丝纤维膜在更多有机械性能要求的领域有更广阔的应用。
[0006]但是，现有的大部分改性方法，只着重改变纤维膜的拉伸性能，而另一力学性能一缝合强度却往往被忽略，而纤维膜的缝合强度在生物医用领域却是非常重要的。如，疝气补片的行业标准规定，疝气补片的缝合性能必须达到16N，这是因为疝气补片通过缝合固定植入患者体内，当患者在打喷嚏等造成压力增大时，若缝合强度过低，可能会造成补片的脱离，从而导致疝气复发；另外，如皮肤移植过程中，皮肤替代物需与周围未损伤皮肤缝合固定，在加压包扎时，需要拉扯缝合线并固定，其亦要求皮肤替代物有良好的缝合性能。而静电纺丝所得到的组织修复膜，其纤维是通过堆积而成，纤维与纤维之间的作用力不大，缝合线穿过之后拉扯，容易将纤维分开，因而缝合强度不高。
[0007]目前已有人采用热压的方式，使纤维结合紧密，虽然能够在一定程度上提高缝合强度，但是热压后的纤维膜变硬，而且纤维膜的孔隙率变小，会影响其在组织修复过程中细胞的生长。因此，研发一种在不影响组织修复膜的其他性能的前提下，提高其缝合强度的方法是非常有必要的，这将使组织修复膜能够适用于皮肤、疝气等需要高的缝合强度的组织再生领域。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种具有纤维结构的组织修复膜及其制备方法、使用方法和应用，特别是一种具有弯曲纤维结构的组织修复膜及其制备方法、使用方法和应用。在不改变原有组织修复膜的孔隙率、柔软性的前提下，本发明所述的组织修复膜可大大提高其可缝性，体现为缝合强度的成倍增加；其次，由于纤维出现一定程度的弯曲，在拉伸过程中，弯曲处会顺应拉力的方向产生形变，因此，其断裂伸长率及拉伸强度都会有小幅度的提高。
[0009]为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]第一方面，本发明提供了一种具有纤维结构的组织修复膜，该组织修复膜含有弯曲纤维。
[0011 ] 本发明中的组织修复膜，其全部或部分纤维为弯曲纤维。
[0012]优选地，所述弯曲纤维具有曲率大于I的弯曲部分。
[0013]本发明中所述组织修复膜的缝合强度提高了 0.5-5倍，优选为提高1-3倍。
[0014]本发明中所述组织修复膜缝合强度的提高取决于纤维的拉伸强度和多次缠绕在缝合线上的纤维所占的比例。
[0015]本发明中所述弯曲纤维结构的组织修复膜，其缝合强度可达到1.2MPa以上。
[0016]本发明所述的组织修复膜，可以通过静电纺丝而制得。
[0017]本发明所述的组织修复膜，其纤维材料为可降解材料、不可降解材料或其组合。
[0018]第二方面，本发明还提供了所述组织修复膜的制备方法，例如可以采用静电纺丝方法进行制备得到，但不限于该方法。
[0019]本发明所述组织修复膜优选的制备方法，其步骤如下:
[0020](I)制备静电纺丝溶液；
[0021](2)构建转盘接收器；
[0022](3)将步骤(I)制备的溶液通过静电纺丝制备组织修复膜；
[0023](4)利用步骤(2)中的转盘接收器牵引接收静电纺丝过程中产生的纤维丝。
[0024]任选地，所述的方法包括如下步骤:
[0025](I)制备静电纺丝溶液；
[0026](2)把喷丝针头安装在高速旋转的接头上；
[0027](3)将步骤⑴制备的溶液通过静电纺丝制备组织修复膜。
[0028]任选地，所述的方法包括如下步骤:
[0029](I)制备静电纺丝溶液；
[0030](2)构建转盘接收器，并且把喷丝针头安装在高速旋转的接头上；
[0031](3)将步骤(I)制备的溶液通过静电纺丝制备组织修复膜；
[0032](4)利用步骤(2)中的转盘接收器牵引接收静电纺丝过程中产生的纤维丝。
[0033]本发明所述组织纤维膜的制备方法，其中所述转盘接收器中转盘的转速和高速旋转接头的转速为100?10000r/min ;但两者转速的方向和大小不能同时一致。
[0034]本发明所述组织纤维膜的制备方法，其中所述纤维丝的材料为可降解材料、不可降解材料或其组合。
[0035]第三方面，本发明还提供了一种如本发明第一方面所述的组织修复膜的使用方法，该方法为:将缝合线穿过所述的组织修复膜，并使其同一根弯曲纤维的两端位于同一侧，均与缝合拉扯方向相反。
[0036]第四方面，本发明还提供了所述组织修复膜在制备组织修复用制品中的应用。
[0037]第五方面，本发明还提供了所述组织修复膜制造的组织修复用制品。
[0038]第六方面，本发明还提供了所述组织修复膜以及组织修复用制品用于组织修复中的应用。
[0039]与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果:
[0040](I)本发明的弯曲纤维结构的组织修复膜，在不改变原有组织修复膜的孔隙率、柔软性等性能的前提下，可大大提高其缝合强度，该组织修复膜的缝合强度较常规方法得到的纤维膜的缝合强度可提高0.5-5倍，可达到1.2MPa以上；
[0041](2)本发明的弯曲纤维结构的组织修复膜，由于纤维出现一定程度的弯曲，在拉伸过程中，弯曲处会顺应拉力的方向产生形变；因此，其拉伸强度和断裂伸长率会有小幅度的提尚;
[0042](3)本发明的弯曲纤维结构的组织修复膜由于可以不含活细胞成分，材料来源充分，成本较低，避免了自体、异体材料以及动物源性材料来源不足的缺陷，贮存运输简单；
[0043](4)本发明通过静电纺丝技术并利用转盘接收器和/或高速旋转接头制得该弯曲纤维结构的组织修复膜，该方法操作简单，并能有效避免加工过程中产品受到污染，产品质量易于控制，产品标准容易实现，产品可实现低成本、高效率的产业化生产。
【具体实施方式】
[0044]为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下:
[0045]本发明所述的组织修复膜，由于纤维长度长、且出现弯曲，当缝合线穿过时，可能重复多次穿过同一根纤维，在拉扯的过程中，纤维不易断开，而为了实现缝合破坏，缝合线需拉断纤维，因而能大大提高组织修复膜的缝合强度，另外，随着纤维弯曲程度的增大，缝合线穿过同一根纤维的次数和概率均增加，其缝合强度也增加。
[0046]本发明所述的组织修复膜具有弯曲纤维，而该弯曲纤维具有曲率大于I的弯曲部分，可以实现缝合时缝合线的多次穿过。
[0047]本发明中所述的弯曲是在毫米级别上的，所述弯曲纤维结构的组织修复膜能保证在缝合线穿过组织修复膜时，同一根纤维多次缠绕在缝合线上；而且，优选地，本发明中，当缝合线穿过所述弯曲纤维结构的组织修复膜时，该组织修复膜上的纤维的两断端均与缝合拉扯方向相反，有利于实现缝合强度的成倍增加。
[0048]与常规方法制得的纤维相比，本发明中所述组织修复膜的缝合强度提高了 0.5-5倍，例如可以是0.5倍、I倍、1.2倍、1.5倍、2倍、2.2倍、2.5倍、3倍、3.