[發(fā)明專利]一種軟骨組織工程纖維支架材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210528821.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103007358A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶華;李音;冷崇燕;顏廷亭
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軟骨組織工程纖維支架材料及其制備方法，屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

關(guān)節(jié)軟骨一旦遭到破壞便很難得到修復(fù)，這是因?yàn)殛P(guān)節(jié)軟骨中纖維含量少，基質(zhì)的主要化學(xué)成分是蛋白質(zhì)多糖，其不同于血管化的組織，由于沒有血供，且軟骨細(xì)胞埋于稠厚的細(xì)胞外基質(zhì)中，無法移動到損傷部位參與修復(fù)，亦缺乏細(xì)胞分化所必須的母細(xì)胞及細(xì)胞遷徙所必須的理想環(huán)境，這樣就使得即使是極小的軟骨缺損也難于自然修復(fù)。因此，直到現(xiàn)在，關(guān)節(jié)軟骨缺損的修復(fù)一直是臨床面臨的難題。目前臨床上傳統(tǒng)的治療方法主要有微骨折術(shù)、軟骨下骨鉆孔術(shù)、軟骨下磨削術(shù)、自體軟骨移植和自體軟骨細(xì)胞移植術(shù)等。但是，研究結(jié)果顯示，這些修復(fù)方法只能暫時(shí)的緩解疼痛等癥狀，其修復(fù)部位主要由纖維軟骨填充而不是透明軟骨，其最終結(jié)果還是修復(fù)部位軟骨的退化壞死。軟骨組織工程技術(shù)的興起和快速發(fā)展為軟骨缺損的修復(fù)提供了嶄新的思路。

現(xiàn)今有多種支架材料被用于軟骨組織工程，按其來源不同大體可分為天然的和人工合成的兩種。目前用于軟骨組織工程的人工合成材料主要有：聚乳酸、聚羥基乙酸、聚乳酸一羥基乙酸、聚乙二醇、丙交酯乙交酯共聚酯、嵌段共聚物，D—磷酸三鈣、聚乙烯醇等；天然支架主要有：透明質(zhì)酸、膠原、幾丁質(zhì)、藻酸、小腸黏膜下層、纖維蛋白原等。人工合成的支架材料因其來源廣泛、易加工成所需的形狀等優(yōu)勢近年來得到了廣泛的發(fā)展，相比于天然支架材料，它具有極好的生物力學(xué)性能，并且可以根據(jù)需要調(diào)整其理化特性和生物降解速率，但因其較弱的組織親合性和一定程度的細(xì)胞毒性作用限制了它的臨床應(yīng)用。天然支架材料具有理想的生物降解性，良好的生物相容性及優(yōu)異的組織親和性，其有利于細(xì)胞的粘附和增殖被視為細(xì)胞生長的天然載體。但天然支架材料的缺點(diǎn)是力學(xué)性能較差，降解速度快、大量制備困難，不同批次質(zhì)量差異波動較大，且因其來自于天然生物體，處理不當(dāng)尚有傳播疾病的危險(xiǎn)。綜合分析研究者研究成果表明，目前還沒有一種支架材料是公認(rèn)的最佳組織工程軟骨支架材料，因此支架材料的研究與選取，仍是軟骨組織工程學(xué)科研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)方向。

魔芋葡甘聚糖（Konjac?glucomannan，KGM）是一種提取自魔芋塊莖的pH值敏感性多糖，可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH值來控制魔芋葡甘聚糖的凝膠產(chǎn)生時(shí)間和凝膠度，這種特性對控制支架材料的力學(xué)性能、生物降解性能及其與其他材料的復(fù)合非常有利。此外，由于魔芋葡甘聚糖良好的生物相容性。上述性能使得魔芋葡甘聚糖成為一種理想的生物支架材料和藥物控釋材料。

透明質(zhì)酸（Haluronic?acid，HA）又名玻璃酸，是一種酸性粘多糖，廣泛分布于人體的結(jié)締組織中，在眼玻璃體、關(guān)節(jié)腔中幾乎以純態(tài)形式存在。它以其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)在機(jī)體內(nèi)顯示出多種重要的生理功能，如：潤滑關(guān)節(jié)；調(diào)節(jié)血管壁的通透性；調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、水、電解質(zhì)擴(kuò)散及運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)創(chuàng)傷愈合；同時(shí)透明質(zhì)酸作為軟骨基質(zhì)中重要的蛋白多糖，在維持軟骨細(xì)胞表型、促進(jìn)軟骨基質(zhì)分泌等方面也發(fā)揮著重要的作用。由于透明質(zhì)酸易分解，故商品化的透明質(zhì)酸一般為其鈉鹽，即透明質(zhì)酸鈉（Sodium?Hyaluronate，SH）。透明質(zhì)酸鈉在醫(yī)藥方面已得到廣泛應(yīng)用，如用于人工晶體植入手術(shù)的粘彈劑，用于藥物釋放的載體等。但是大量的研究表明，透明質(zhì)酸鈉在直接植入或與生理系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)的用量不宜過多，故其用作組織工程材料的成分時(shí)需要與其它高分子材料復(fù)合。

羥基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HAP)，其Ca/P比為1.67，其水溶液呈弱堿性(pH=7~9)，是骨組織的主要無機(jī)成分，已廣泛應(yīng)用于骨組織修復(fù)，在本發(fā)明中加入納米羥基磷灰石可提高材料的生物相容性和生物活性。

本發(fā)明采用生物相容性好的可降解生物材料魔芋葡甘聚糖、透明質(zhì)酸鈉與納米羥基磷灰石為基本原料，制備出一種用于軟骨修復(fù)的魔芋葡甘聚糖/透明質(zhì)酸鈉/納米羥基磷灰石纖維支架，為軟骨組織工程領(lǐng)域的發(fā)展提供了一種新的極具應(yīng)用前景的選擇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種由魔芋葡甘聚糖、透明質(zhì)酸鈉與納米羥基磷灰石制成的軟骨組織工程纖維支架材料及其制備方法，解決現(xiàn)有軟骨組織工程支架材料性能不理想，成本高等問題。

本發(fā)明涉及的軟骨組織工程纖維支架材料的制備方法如下所示：

（1）將透明質(zhì)酸鈉加入乳酸溶液中攪拌使其充分溶解，制得透明質(zhì)酸鈉溶液，其中乳酸溶液是乳酸和蒸餾水按體積比1:200～400的比例制備得到，乳酸與透明質(zhì)酸鈉的混合比例為1ml乳酸與0.01～4.5g透明質(zhì)酸鈉混合；