[發明專利]制備具有形狀記憶功能的多孔支架的方法

有效

• 申請號: 201210275835.9
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN102921038A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 周紹兵;龔韜;趙坤;劉顯;李文兵
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/34;A61L27/12;A61L27/56;A61L27/54;C08J9/26;C08J3/24;C08L67/04;C08K5/05;C08K3/32
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

所屬技術領域

本發明涉及生物材料及功能高分子，特別是將組織工程與藥物緩釋功能和支架的形狀記憶功能相結合，旨在達到微創植入，促進骨組織長入的生物醫學材料制造領域。?

背景技術

脂肪族聚酯，如聚乳酸(PLA)、聚羥基丁酸酯(PHB)及聚己內酯(PCL)等，其結構中均含有酯鍵，使得它們能夠被自然界中的微生物分解，因而都具有良好的生物降解性能。其中，PCL因其具有優異的力學性能、加工特性及形狀記憶性能，已成為近年來研究開發的熱點，其在臨床上被大量應用于生物醫學工程領域，如骨組織固定裝置、手術縫合線、組織工程支架及藥物控釋體系等，被認為是具有很大發展潛力的生物可降解形狀記憶聚合物。?

但PCL也有一些性能上的缺陷。其熔點約為60℃左右，耐熱性能及機械加工性能均不佳，且其形狀記憶性能只有約20％，而形變回復溫度則達到40℃以上(高于37℃的人體正常體溫)，這些缺陷在很大程度上限制了PCL作為臨床植入材料的應用。因此，本實驗中我們通過引入交聯劑及增塑劑對其不足之處進行改善。?

聚己內酯是一種結晶性聚合物，對其進行交聯的方法主要有兩種，即引入過氧化物或對其進行輻射交聯。但是，目前的一些研究報道指出，PCL的輻射交聯效率是比較低的，在交聯的同時，裂解也在進行，且占據了主導地位。當輻射劑量較高時，還會引起PCL的拉伸強度及斷裂伸長率下降。?

組織工程支架是組織工程的重要組成部分，良好的支架材料是具有一定穩?定性的三維支架，例如長方體、立方體、圓柱體等，以便于植入體內后形成一個較固定的新生組織生長空間，但臨床上很多骨缺損均為非規則性缺損，形狀固定的材料難以完整修復缺損空間。同時隨著醫療科技的飛速發展，良好的骨組織工程材料應最大限度地減少材料對機體的長期影響，大多患者希望植入物在體內只是起到暫時替代作用，隨著自身骨組織的再生，植入材料逐漸降解吸收。而不同類型和部位的骨缺損要求材料還應具有良好的機械性能，易于加工成型，可改變成易于植入人體的各種形狀，植入人體后，在人體溫度下恢復成治療需要的形狀。基于這些要求，可降解的形狀記憶材料(Shape-Memory?Polymers，SMP)以其靈活的可變型性，可適應不同形狀的骨缺損，為組織工程修復骨缺損提供一種新的研究方向。?

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的目的是研究提供一種上述具有形狀記憶功能的組織工程多孔支架，用以替代及修復非承重部位骨組織如頜面骨的損傷。?

本發明的目的是通過如下的手段實現的。?

制備具有形狀記憶功能的多孔支架的方法，包括以下步驟：?

1)多孔支架的制備：?

用過氧化苯甲酰BPO為交聯引發劑，丙烯醇為增塑劑，對支架基體材料，聚己內酯基體材料PCL進行改性處理：以重量百分比PCL：BPO：丙烯醇=10：1.3：5混合，溶劑CH₂Cl₂用量10mL/克PCL加入其中，完全溶解后，取12g蔗糖顆粒/克PCL加入磁力攪拌，待其混合均勻后，混合物倒入培養皿中，將培養皿待溶劑完全揮發后，將所得干燥的聚合物膜粉碎，放入熱壓機內進行熱壓，壓力控制為4噸，溫度升至80℃，控制壓力不變熱壓10分鐘，再將溫度升至130℃，熱壓20分鐘后，將成型的支架取出，入蒸餾水中浸泡，脫出蔗糖，?成為多孔支架；?

2)活性藥物載入?

將1)所得制備的多孔支架浸泡在含有活性藥物的海藻酸鈉溶液中，浸泡8小時，然后取出支架進行冷凍干燥，最后將干燥的支架放入100mL0.5g/100mL的CaCl₂溶液中反應5分鐘，取出并對其進行干燥，即可得載入活性藥物的多孔支架。?

使用時，使該支架在45℃下變形，0℃冷凍塑形，通過微創手術植入人體后可在體內溫度環境下(37℃)或在體外施加一定溫度(40℃)逐漸回復支架固有的孔隙度及孔徑大小的固有形態，從而為組織生長提供支架環境，再通過海藻酸鈣凝膠層中的藥物緩釋，促進組織生長和愈合。?

本發明通過引入交聯劑及增塑劑對聚己內酯基體材料PCL不足之處進行改善，以制備用于修復口腔頜面部等非承重部位骨組織因腫瘤、外傷等造成骨缺損的可降解形狀記憶聚合物多孔支架材料。通過合成熱致型可降解的形狀記憶聚合物材料聚己內酯及其與羥基磷灰石的復合材料，應用于骨組織工程，以期獲得一種具有熱致形狀記憶、生物相容性好、可生物降解吸收的骨組織工程生物材料。?