[發明專利]一種具有多生長因子次第釋放特性的組織工程支架

有效

• 申請號: 201310087748.5
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103143065A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 尹光福;白燕;李培培
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A61L27/54
• 分類號: A61L27/54;A61L27/26;A61L27/18
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技術領域

本發明為一種具有多生長因子次第釋放特性的組織工程支架，屬于藥物劑型改變及其制備方法技術領域，特別是利用超臨界流體技術的方法制備一種具有次第釋放特性的多種生長因子的組織工程支架，有望用于骨組織的再生修復。

背景技術

組織工程骨的形成、發育及修復的過程中，各種生長因子對局部組織、細胞的調控至關重要，分別作用于不同時相，且存在相互協調作用。可溶性細胞因子的直接使用存在半衰期短，需反復手術補充等應用障礙。因此，構建一種控釋系統用于持久可控地輸送多種生長因子以發揮其最大的生物學協同功能，具有顯著的臨床應用價值。然而，目前通常以單一的微球或支架為緩釋載體，缺乏一種以生理修復狀況為模式的多種生長因子次第釋放載體系統。本項目基于不同生長因子協同調控骨再生修復機理，結合微球和支架緩釋系統各自的特點，采用乳化－溶劑揮發法將骨形態發生蛋白（BMP-2）、血管內皮細胞生長因子（VEGF）和堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）包埋于可生物降解的高分子材料聚乳酸/聚乙二醇（PLLA/PEG）中，制備成不同的載生長因子緩釋微球，再利用超臨界發泡技術將不同微球載入聚乳酸-羥基乙酸/羥基磷灰石（PLGA/HA）多孔支架中，設計一種生長因子釋放初期以VEGF和bFGF為主，中后期以BMP-2為主的組織工程支架。我們旨在制備一種具有持久可控次第釋放特性的多種生長因子控釋系統，應用于骨缺損修復的組織工程支架。

乳化－溶劑揮發法是一種最常用的聚合物微球的制備方法，它是將藥物和聚合物一起溶解于某種不能與水混溶的揮發性溶媒中，然后借助乳化劑的作用，使用高速攪拌器、高速乳化器或超聲乳化器，形成乳狀液或懸浮分散液，經連續攪拌、過濾、干燥，即得載藥微球?？梢酝ㄟ^在制備過程中改變聚合物的組成、分子量等因素來控制微球的物理化學性質和藥物的釋放規律。

支架的傳統制備方法很多，比如溶液澆鑄/粒子瀝濾法、原位聚合法、有機泡沫浸漬法、溶膠-凝膠技術、熱致相分離技術等，但是存在許多問題，如操作復雜，有機溶劑殘留，制備過程條件苛刻難以引入生長因子等。而超臨界二氧化碳（sc-CO₂）發泡法綠色環保，過程中不涉及高溫和有機溶劑，有利于生長因子的加入，可以用來制備多孔支架材料。sc-CO₂發泡法是將可溶脹聚合物置入特定的模具之中，用sc-CO₂浸泡聚合物一定時間使其溶脹，直到聚合物中的CO₂達到飽和狀態，然后迅速地降至常溫常壓。由于氣體的熱力學不穩定性導致氣泡成核和增長，形成三維孔洞結構。

本發明的目的：提供一種利用乳化－溶劑揮發法以聚乳酸/聚乙二醇（PLLA/PEG）為載體材料制備生長因子緩釋微球，進而利用超臨界二氧化碳發泡技術以聚乳酸-羥基乙酸/羥基磷灰石（PLGA/HA）為載體材料制備多種生長因子可控次第釋放組織工程支架的方法。

本發明的基本構思：生長因子緩釋系統不能僅僅局限釋放單一生長因子，而應該在一種類似生理修復狀況模式下以最佳的比例釋放多種生長因子到需要的靶向細胞。血管類生長因子與骨誘導類生長因子的搭配復合可能對骨再生修復具有重要希望，但目前常用的方法以各種材料的微球或支架為緩釋載體，缺乏一種以生長因子作用的時間依賴性為基礎的多種生長因子載體系統。因此，若將微球與支架進行復合，將BMP-2、VEGF和bFGF分別載入微球和支架，使三種生長因子達到不同的釋放規律，以滿足骨再生生理狀況下的時間和空間上的生長因子需要。

為了制備可降解的多孔支架，支架的傳統制備方法操作復雜，制備過程條件苛刻，涉及到高溫、有機溶劑殘留、難以引入生長因子等。sc-CO₂發泡法綠色環保，產品無有機溶劑殘留、過程中不涉及高溫、有利于生長因子的加入，可以用來制備多孔支架材料。

該多相生長因子緩釋系統的構建，基于骨修復不同階段需要多種生長因子協調發揮不同生物活性功能機理，結合藥物緩釋及支架材料的各自特點，利用乳化－溶劑揮發法將BMP-2、VEGF和bFGF三種關鍵生長因子各自載入緩釋微球，再采用sc-CO₂發泡技術將緩釋微球與多孔材料相結合形成多相載體控釋系統作為骨組織工程支架，能夠在骨修復初期以VEGF和bFGF的釋放為主，中后期以BMP-2的釋放為主，旨在按一種類似生理修復狀況模式下以最佳的比例釋放多種生長因子到需要的靶向細胞，協同實現對骨組織的再生修復。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結合乳化－溶劑揮發法及超臨界流體技術制備能夠次第釋放多種生長因子緩釋支架的方法。