本发明涉及了一种聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PELCL)/聚己内酯-REDV电纺超细纤维膜及制备方法，属于组织工程和生物医用材料领域。
背景技术：
：：采用静电纺丝技术在组织工程支架中负载基因蛋白等生物活性物质，可以调控细胞的粘附、增殖和迁移，有利于组织的修复和再生。生物降解性聚丙交酯共聚物聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PELCL)、聚ε-己内酯(聚己内酯，PCL)等生物相容性好，力学性能优良。采用静电纺丝技术,制备出超细纤维膜,模拟细胞外基质结构,可作为组织重建的支架材料。精氨酸-谷氨酸-天冬氨酸-缬氨酸(Arg-Glu-Asp-Val,REDV)存在于纤维连接蛋白的III-CS区域，含有该序列的合成肽能够特异性地粘附血管内皮细胞，而较少粘附平滑肌细胞和成纤维细胞，在血管组织工程支架功能化中具有重要的应用价值。为促进血管组织工程支架材料表面形成内皮细胞层，一般采用纤维膜表面物理或者化学修饰的方法，在纤维膜表面偶联REDV和RGD等小肽(RenX,FengY,GuoJ,WangH,LiQ,YangJ,HaoX,LvJ,MaN,LiW.Surfacemodificationandendothelializationofbiomaterialsaspotentialscaffoldsforvasculartissueengineeringapplications.ChemicalSocietyReviews2015,44:5680-5742)。例如，通过表面浸涂的方式在PCL电纺纤维膜表面修饰RGD小肽，可提高细胞在纤维膜表面的粘附和铺展(WangZ,WangH,ZhengW,ZhangJ,ZhaoQ,WangS,YangZ,KongD.Highlystablesurfacemodificationsofpoly(ε-caprolactone)(PCL)filmsbymolecularself-assemblytopromotecellsadhesionandproliferation.ChemicalCommunications2011,47:8901-8903)。我们前期研究发现，在PELCL电纺纤维膜表面通过EDS/NHS活化的方法偶联具有特异粘附作用的REDV小肽,可以促进血管内皮细胞的特异性粘附和生长(ZhouF,JiaX,YangY,YangQ,GaoC,ZhaoY,FanY,YuanX.Peptide-modifiedPELCLelectrospunmembranesforregulationofvascularendothelialcells.MaterialsScienceandEngineeringC2016,68:623-631)。然而通过表面化学修饰的方法，在包载生物活性物质的电纺纤维膜表面偶联小肽，比如酸、碱或氨解处理，可能会降低生物活性物质的活性，从而增加原料成本。因此，在电纺纤维膜表面改性的同时，保证包载的生物活性物质的活性是十分必要的。技术实现要素：本发明的目的在于制备一种聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PELCL)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜，该电纺纤维膜具有促进血管内皮细胞粘附和生长的功能，且电纺纤维膜释放的核酸、蛋白、药物等生物活性物质的活性较高。本发明的技术方案如下：一种聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜(一种PELCL/聚己内酯-REDV电纺纤维膜)，其特征在于该超细纤维膜由直径为400～1000nm的超细纤维构成,其厚度为50～200μm。所述聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)数均分子量为(5～12)×104。所述的聚ε-己内酯的数均分子量为(1～5)×104,所述聚ε-己内酯的分子式为：式中，m＝70～420；R1为-CH3或-CH2O(COCH2CH2CH2CH2CH2O)mCO(CH2)5OH。本发明的电纺超细纤维膜的制备方法,其包括以下过程:(1)将一定量的聚ε-己内酯-REDV和聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)一起溶于氯仿和N,N-二甲基甲酰胺以体积比为(4～8):1的混和溶剂中,配制成浓度100～200mg/mL的电纺溶液；(2)将按步骤(1)所得的聚合物溶液进行电纺,电纺条件为:溶液的流量为0.02～0.10mL/h,电纺的电压为12～20kV,接收距离是15～20cm,得到50～200μm厚度的电纺超细纤维膜。聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)和聚ε-己内酯-REDV小肽的质量比为(5～1):1。聚ε-己内酯-REDV的制备方法是：(1)聚ε-己内酯的双键改性；(2)聚ε-己内酯-REDV的制备。上述的聚ε-己内酯-REDV，其制备方法特征包括以下步骤：(1)聚ε-己内酯的双键改性：使用N,N’-羰基二咪唑(CDI)活化羟基基团，将聚ε-己内酯配成0.3～0.5g/mL的无水二氯甲烷溶液，按照摩尔比[单端羟基聚ε-己内酯]/[CDI]为1:1(或[双端羟基聚ε-己内酯]/[CDI]为1:2)加入CDI，在N2中室温下搅拌反应24h，然后加入过量丙烯酸羟乙酯和质量分数为2～4％的催化剂4-二甲基吡啶，室温下搅拌反应48h～72h，产物用过量的甲醇沉淀，真空干燥,得到白色聚ε-己内酯双键改性产物,其结构式为：式中，m＝70～420；R1为-CH3或-CH2O(COCH2CH2CH2CH2CH2O)mCO(CH2)5OCOO(CH2)2OCOC(CH3)＝CH2(2)聚ε-己内酯-REDV的制备：将聚ε-己内酯的双键改性物配制为200～300mg/mL的二氯甲烷溶液,按照聚ε-己内酯的双键改性物含有的双键与REDV小肽中巯基的摩尔比1:1加入REDV小肽,再加入质量分数为0.2～1.0％的光催化剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮,室温搅拌均匀，置于圆形培养皿中，在365nm的UV中光照10～15min，产物使用乙醇沉淀，得到聚ε-己内酯-REDV。本发明的聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜用于纤维膜表面含有REDV，包载核酸和蛋白等生物活性物质的生物医用材料。本发明的优点在于上述聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜,在电纺过程中，随着溶剂的挥发，低分子量的聚ε-己内酯-REDV小肽粘度低，分子量运动速度快，具有向纤维表面迁移的趋势。一方面，迁移到表面的聚ε-己内酯-REDV小肽具有促进血管内皮细胞粘附和生长的功能；另一方面，该纤维膜可用于包载核酸和蛋白等生物活性物质，包载生物活性物质后的纤维仍然具有良好的纤维形貌，释放的生物活性物质具有良好的生物活性。该发明可用于生物医用材料领域。附图说明图1：实施例1制备的聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜包载miRNA复合的纳米粒子的SEM照片。具体实施方式下面通过实施案例对本发明的技术方案作进一步的描述，以下实施案例是对本发明的进一步说明，并不限制本发明的适用范围。聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜由直径为400～1000nm的超细纤维构成，其厚度为50～200μm。聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV,其聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)的数均分子量为(7～20)×104。聚ε-己内酯-REDV,其聚ε-己内酯的数均分子量为(1～5)×104，所述聚ε-己内酯的分子式为：式中，m＝70～420；R1为-CH3或-CH2O(COCH2CH2CH2CH2CH2O)mCO(CH2)5OH上述聚ε-己内酯-REDV，所述REDV小肽为精氨酸-谷氨酸-天冬氨酸-缬氨酸-半胱氨酸(REDV-Cys)及其他可以靶向内皮细胞的多肽。上述的聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PELCL)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下过程:(1)聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PELCL)和聚ε-己内酯-REDV,一起溶于氯仿和N,N-二甲基甲酰胺以体积比为4:1～8:1的混和溶剂中，配制成浓度100～200mg/mL的电纺溶液，PELCL和聚ε-己内酯-REDV的质量比为(5～1):1；(2)将按步骤(1)所得溶液进行电纺,电纺条件为:溶液的流量为0.02～0.10mL/h，电纺的电压为12～20kV,接收距离是15～20cm,得到50～200μm厚度的电纺纤维膜，即聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV电纺纤维膜。实施例1：在装有磁力搅拌的三口瓶中,将3g聚ε-己内酯(双端羟基)溶解于10mL无水二氯甲烷中，按照摩尔比[双端羟基聚ε-己内酯]/[CDI]＝1:2加入CDI74.5mg，在N2中室温下搅拌反应24h，然后加入0.52g的丙烯酸羟乙酯和0.1g的催化剂4-二甲基吡啶，室温下搅拌反应48h，产物用过量的甲醇沉淀,真空干燥24h,得到白色的聚ε-己内酯双键改性产物。将聚ε-己内酯的双键改性物796mg溶解在3mL的二氯甲烷溶液,按照上述聚ε-己内酯的双键改性物中的双键与REDV小肽中的巯基摩尔比1:1加入REDV40mg,再加入8.4mg的光催化剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮,室温搅拌均匀,置于圆形培养皿中，在365nm的UV中光照10min，产物使用乙醇沉淀，得到聚ε-己内酯-REDV小肽。所制得的聚ε-己内酯-REDV小肽和聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(LA:CL＝3:1,)共聚物按照质量比1:1，溶于氯仿和N,N-二甲基甲酰胺以体积比为8:1的混和溶剂中，配制成浓度为200mg/mL的电纺溶液。将上述溶液作为电纺溶液的油相，将溶度为0.3mg/mL的miRNA复合物溶液作为水相。并按照水油比1:25混和20min至均匀。电纺条件为：溶液的流量为0.04mL/h，电纺的电压为12kV,接收距离是15cm,电纺24h,得到厚度100μm的电纺纤维膜。所制得包载miRNA的聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)/聚ε-己内酯-REDV电纺超细纤维膜。该纤维膜的SEM照片如图1所示,其中超细纤维直径为900～1000nm。实施例2：在装有磁力搅拌的三口瓶中,将5g聚ε-己内酯(双端羟基)溶解于10mL无水二氯甲烷中，按照摩尔比[双端羟基聚ε-己内酯]/[CDI]＝1:2加入CDI32.4mg，在N2中室温下搅拌反应24h，然后加入0.60g的丙烯酸羟乙酯和0.11g的催化剂4-二甲基吡啶，室温下搅拌反应60h，产物用过量的甲醇沉淀，真空干燥24h,得到白色的聚ε-己内酯双键改性产物。将聚ε-己内酯的双键改性物600mg溶解在3mL的二氯甲烷溶液,按照上述聚ε-己内酯的双键改性物中的双键与REDV小肽中的巯基摩尔比1:1加入REDV-SH15mg,再加入3.1mg的光催化剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮,室温搅拌均匀，置于圆形培养皿中，在365nm的UV中光照15min，产物使用乙醇沉淀，得到聚ε-己内酯-REDV小肽。所制得的聚ε-己内酯-REDV小肽和聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(LA:CL＝3:1,)共聚物按照质量比5:1，溶于氯仿和N,N-二甲基甲酰胺以体积比为6:1的混和溶剂中,配制成浓度150mg/mL的电纺溶液。电纺条件为：溶液的流量为0.1mL/h，电纺的电压为13～15kV,接收距离是15～20cm,电纺12h，得到50μm厚度的电纺超细纤维膜，超细纤维的直径为800～900nm。实施例3：在装有磁力搅拌的三口瓶中,将4g聚ε-己内酯(单端羟基)溶解于10mL无水二氯甲烷中，按照摩尔比[单端羟基聚ε-己内酯]/[CDI]＝1:1加入CDI64.9mg，在N2中室温下搅拌反应24h，然后加入0.50g的丙烯酸羟乙酯和0.18g的催化剂4-二甲基吡啶，室温下搅拌反应72h，产物用过量的甲醇沉淀，真空干燥24h,得到白色的聚ε-己内酯双键改性产物。将聚ε-己内酯的双键改性物900mg溶解在3mL的二氯甲烷溶液,按照上述聚ε-己内酯的双键改性物中的双键与REDV小肽中的巯基摩尔比1:1加入REDV-SH55.8mg,再加入1.9mg的光催化剂2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮,室温搅拌均匀，置于圆形培养皿中，在365nm的UV中光照12min，产物使用乙醇沉淀，得到聚ε-己内酯-REDV小肽。所制得的聚ε-己内酯-REDV小肽和聚乙二醇-b-聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(LA:CL＝3:1,)共聚物按照质量比2:1，溶于氯仿和N,N-二甲基甲酰胺以体积比为4:1的混和溶剂中,配制成浓度100mg/mL的电纺溶液。电纺条件为：溶液的流量为0.02mL/h,电纺的电压为15～20kV,接收距离是15～20cm,电纺24h，得到100～200μm厚度的电纺超细纤维膜，超细纤维的直径为400～700nm。当前第1页1 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