[發(fā)明專利]組織工程用殼聚糖水凝膠支架制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210426845.8
• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN102921046A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮剛;萬玉青;陳竹;劉康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院
• 主分類號(hào): A61L27/52
• 分類號(hào): A61L27/52;A61L27/20
• 代理公司: 南充三新專利代理有限責(zé)任公司 51207
• 代理人: 許祥述

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程材料領(lǐng)域，特別是一種新型的組織工程用殼聚糖水凝膠支架制備方法。

背景技術(shù)

近年來，生物組織工程在軟骨、骨、皮膚、血管等諸多領(lǐng)域都取得了巨大的成就，也有相關(guān)的產(chǎn)品進(jìn)入臨床研究階段，即將應(yīng)用于臨床。而種子細(xì)胞和為種子細(xì)胞提供粘附增殖載體的支架材料作為組織工程的兩大基本要素，更是研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。一個(gè)理想的生物支架材料應(yīng)該具備以下基本特征：1、良好的生物相容性；2、易于加工成型和滅菌；3、支架的力學(xué)性能要符合構(gòu)建的新生組織的要求。就目前組織工程支架材料來源來說，支架主要分為天然生物材料支架和人工合成材料支架，如殼聚糖、海藻酸鹽、生物陶瓷、羥基磷灰石、聚乳酸、聚己內(nèi)酯等。其中殼聚糖具有抗菌、可降解的性能，并且其生物相容性良好，因此被廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其是用于生物組織工程支架。

制備殼聚糖組織工程支架的傳統(tǒng)方法是冷凍干燥法，即將殼聚糖及其衍生物溶液或殼聚糖與其他生物材料的混合溶液冷凍干燥，制備出特定形狀的三維多孔支架。靜電紡絲技術(shù)制備水凝膠是近年來新興的一種制備殼聚糖支架的方法。靜電紡絲通過高壓靜電的方式紡絲制備出孔隙率高，孔徑可控的三維多孔殼聚糖支架；凝膠方法制備的殼聚糖支架，不僅具有三維多孔的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼具流體的性質(zhì)，并可制備可注射凝膠支架。而人體組織大多是由蛋白質(zhì)和多糖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的含有大量水分的凝膠態(tài)，因此凝膠狀態(tài)的殼聚糖支架在組織工程支架領(lǐng)域特別是在軟組織工程支架上具有廣泛的應(yīng)用前景。

目前殼聚糖凝膠狀支架的制備的原理一般分為化學(xué)凝膠和物理凝膠兩種。化學(xué)凝膠主要指殼聚糖的氨基與交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)，形成共價(jià)鍵從而凝膠；物理凝膠指利用離子作用或者殼聚糖本身的親疏水性形成交聯(lián)，發(fā)生凝膠。化學(xué)凝膠形成的殼聚糖水凝膠的性質(zhì)穩(wěn)定，力學(xué)性能較好，但缺點(diǎn)在于交聯(lián)過程中化學(xué)交聯(lián)劑的用量較大，從而具有一定的細(xì)胞毒性；而物理凝膠由于未引入化學(xué)交聯(lián)劑，其細(xì)胞毒性較小，但缺點(diǎn)在于其性質(zhì)不夠穩(wěn)定，易隨著外界環(huán)境的改變而發(fā)生形狀的改變。

中國(guó)專利CN1460692A?公開了一種用于軟骨組織工程的可注射性水凝膠支架，其凝膠的主要成分是二甲基丙烯酸聚乙二醇酯，中國(guó)專利CN1278537A?和CN1693345A雖都涉及到異氰酸酯交聯(lián)劑的制備，但是其更側(cè)重于交聯(lián)劑本身的制備，中國(guó)專利CN1869094A公開了制備殼聚糖改性水性聚氨酯彈性體，上述多個(gè)專利要么原料選配不十分合理，性能不理想，要么工業(yè)復(fù)雜，制備工藝可控性差，因此，構(gòu)建一種能將化學(xué)交聯(lián)跟物理交聯(lián)的殼聚糖水凝膠的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的新型殼聚糖水凝膠制備方法，從而更好的滿足組織工程支架的要求是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種組織工程用的新型殼聚糖水凝膠支架制備方法，本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，包括制作交聯(lián)劑和制作凝膠，其特征在于按下列步驟進(jìn)行：

本發(fā)明所述的新型殼聚糖水凝膠的制備技術(shù)方案如下：

1、制備交聯(lián)劑，將1,6—己二酸異氰酸酯與聚乙二醇按1—2.5：1的摩爾比置于容器中，在20—40℃條件下反應(yīng)1—7天，得到交聯(lián)劑；

2、制備組織工程用殼聚糖水凝膠支架，（A）配制濃度為0.1%—10%重量比的殼聚糖水溶液；（B）向殼聚糖水溶液中加入交聯(lián)劑，二者體積比例范圍為1000:1—50，即獲得組織工程用殼聚糖水凝膠支架。

所述的異氰酸酯與聚多元醇的摩爾比為最佳摩爾比為2:1。

所述的聚乙二醇為平均分子量在200—600之間的聚乙二醇。

所述的1,6—己二酸異氰酸酯與聚乙二醇按1—2.5：1的摩爾比置于容器中，在25℃條件下反應(yīng)3天。

本發(fā)明的關(guān)鍵是合成一種溶于水的交聯(lián)劑，其端基可以和殼聚糖的胺基反應(yīng)，1,6—己二酸異氰酸酯本身不溶于水，本發(fā)明巧妙地將其和小分子量的聚乙二醇反應(yīng)，使其能夠溶于水。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在室溫下極微量的交聯(lián)劑可以使殼聚糖水溶液在短時(shí)間內(nèi)凝膠化，從而獲得純度極高的殼聚糖凝膠支架。

本發(fā)明相較前人而言，具有下述特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

（1）制備工藝簡(jiǎn)單可控；

（2）反應(yīng)條件溫和，無需催化劑；

（3）殼聚糖凝膠速度快；

（4）殼聚糖凝膠性能良好；

（5）交聯(lián)時(shí)引入的化學(xué)交聯(lián)劑成分極微量；

（6）生物相容性良好，是一種良好的組織工程支架材料，特別適合軟組織工程材料。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1：