[發明專利]羥基磷灰石、透明質酸鈉和魔芋葡甘聚糖復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110337162.0
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102380128A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 陳慶華;王靜;陳佳;黃明華
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/56;C08J9/40
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技術領域

本發明涉及一種羥基磷灰石、透明質酸鈉和魔芋葡甘聚糖復合材料及其制備方法，屬于生物醫學材料領域。

背景技術

骨缺損的修復一直是幾個世紀以來人們不斷深入研究的重點課題，隨著生物醫學和組織工程研究的不斷進步，組織工程支架材料的研究備受科研人員的關注。目前，羥基磷灰石（Hydroxyapatite,?HAP），作為人體和動物骨骼、牙齒的主要無機成分，具有良好的生物活性和生物相容性，被認為是一種最具潛力的人體硬組織替換材料。但其本身力學性能差、強度低、脆性大，限制了它在醫學臨床上的應用。為了更接近人體骨骼的力學要求，人們試圖通過各種途徑引入其他物質，制備更為理想的羥基磷灰石復合生物材料，以模擬人體自然骨結構和功能，以期達到更好的醫學應用價值。

人們已經利用纖維復合法、電化學沉積法等方法制備出聚乳酸、聚集內酯、聚乙交酯、聚乙烯、細菌纖維素、殼聚糖、明膠、膠原等眾多的羥基磷灰石復合的高分子組織工程支架。與上述生物高分子相比，透明質酸（Haluronic?acid,?HA）是構成細胞外基質、細胞間質和細胞周基質的主要成分。對于維持細胞和組織的結構完整，為細胞提供良好內環境有著重要的作用，從而影響著細胞的生理功能。同時它參與構成蛋白糖聚糖聚合體，在生理狀態下，HA與其他糖胺聚糖(如硫酸軟骨素、硫酸角質素等)?協同連接到核心蛋白上，構成蛋白聚糖聚合體。由于透明質酸易分解，故商品化的透明質酸一般為其鈉鹽，即透明質酸鈉（Sodium?Hyaluronate?,?SH）。Pilloni等發現,低分子SH在體外可促進間質細胞的轉移和分化，對骨的生成有促進作用。盡管高分子SH在體外對骨的形成沒有明顯的促進作用，但Sasaki等認為，高分子SH在體內可通過降解成低分子SH而發生作用，且高分子SH具有易于在用藥局部存留的優點。Lisignoli等用非織物性透明質酸苯甲酯聚合物HYAFF-11支架承載預先受堿性成生長因子（bFGF）刺激的BMSCs，并植入大部分繞骨缺損的大鼠體內，發現其可以顯著促進骨的再生和加速骨的礦化。透明質酸鈉的分子中含有大量的羥基、羧基和乙酰氨基，具有強的吸水性，良好的生物相容性和生物降解性。以上這些性質決定了透明質酸鈉具有較好的生物學特性，其在組織工程材料領域具有獨特的應用價值。

魔芋葡甘聚糖(Konjac?glucomannan,?KGM)是一種pH敏感性多糖，可以通過調節系統的pH值來控制KGM的凝膠產生時間和凝膠度，這種特性對控制KGM的機械性能、生物降解性能及其與其他材料的復合性能非常有利。此外，由于KGM是支鏈高分子，比直鏈高分子(如纖維素、殼聚糖)可獲得更高的交聯度，因此相同條件下KGM的力學強度更高。除上述特點外，如同其他在生物材料領域廣泛應用的生物多糖(如纖維素、殼聚糖、明膠和絲蛋白等)，KGM可獲得孔結構豐富且孔徑可調的三維網狀結構，具有良好的持水能力、生物相容性和降解性。因此KGM具有優良的成型性能和力學性能。通過和HAP的復合可以改善HAP成型性和力學強度差的缺點。此外，KGM與透明質酸鈉的微觀結構、理化性質十分相似，故能與透明質酸鈉很好地復合，并且由于KGM來源廣，成本低廉。

鑒于此，本發明首次制備了羥基磷灰石、透明質酸鈉和魔芋葡甘聚糖復合材料。相比于其他羥基磷灰石復合材料，該材料不僅具有仿生的特點，而且具有良好的力學性能和生物活性。這種在聚集態結構和性能上均與自然骨接近的支架材料將在骨修復領域具有很高的臨床應用價值。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供了以羥基磷灰石（HAP）、透明質酸鈉（SH）、魔芋葡甘聚糖（KGM）三種生物材料的多孔支架材料及其制備方法。

本發明的技術方案是：羥基磷灰石、透明質酸鈉和魔芋葡甘聚糖復合材料，是由羥基磷灰石、透明質酸鈉、魔芋葡甘聚糖三種材料組成的多孔支架復合材料，羥基磷灰石、透明質酸鈉和魔芋葡甘聚糖的質量比為：1～170：1～20：160～200。

本發明提供的羥基磷灰石、透明質酸鈉和魔芋葡甘聚糖復合材料制備方法，是將透明質酸鈉與魔芋葡甘聚糖復合，用交聯劑先制得透明質酸鈉和魔芋葡甘聚糖支架材料，進而利用仿生礦化的方法制備羥基磷灰石/透明質酸鈉/魔芋葡甘聚糖支架材料。具體制備步驟為：

（1）按透明質酸鈉與水的質量比為1:2000～1:400，將透明質酸鈉溶于水中，攪拌使其充分溶解，然后將堿性溶液加入溶液中；

（2）交聯：按透明質酸鈉與魔芋葡甘聚糖的質量比1:200～8，將魔芋葡甘聚糖加入步驟（1）得到的產物中，攪拌至凝膠狀態；