[發明專利]用于軟骨修復的多孔半降解水凝膠材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310366828.4
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103405808A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 熊黨生;石雁;曹翼
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: A61L27/48
• 分類號: A61L27/48;A61L27/56;A61L27/52
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

????本發明屬于關節軟骨修復技術領域，具體涉及一種用于軟骨修復的多孔半降解水凝膠材料及其制備方法。

背景技術

???關節軟骨缺乏自我修復能力，若治療不及時或不恰當，會給患者帶來嚴重的功能障礙。缺損軟骨的修復一直是醫學界亟待解決的難題之一，由于外傷、腫瘤或關節病變，以及社會老齡化的加劇，在世界范圍內呈現出日益增長的軟骨缺損發病率。

臨床上對軟骨缺損修復的方法包括自體軟骨移植、異體軟骨移植和人工關節置換術，這些方法因為存在供體來源、免疫排斥或材料失效等問題，極大地限制了其在臨床上的應用。近年來，軟骨組織工程的發展為關節軟骨損傷的修復提供了一種理想的治療途徑。軟骨組織工程主要是將在體外培養、擴增的軟骨種子細胞，以較高密度種植于具有良好生物相容性和降解性的支架材料上，在多種調節因素的作用下經過一定周期形成組織工程化軟骨。利用組織工程技術，細胞能夠很好的黏附在支架材料上，同時還能保證細胞的有效增殖，最終得到再生軟骨組織；支架材料的多孔性更有利于組織向材料內部的生長。但是作為再生組織，與自然軟骨組織之間還是存在一定差異，在植入初期，材料的強度等力學方面的性能并不能達到人體膝關節處生理載荷的要求。

聚乙烯醇（PVA）水凝膠是親水性聚乙烯醇大分子經交聯后形成的網狀結構的水溶脹體。PVA水凝膠具有化學穩定性、良好的生物相容性和力學性能，被廣泛應用于燒傷或創傷治療、藥物釋放載體、固相酶載體、組織工程等生物醫學領域。研究證實PVA水凝膠具有類似天然關節軟骨的三維多孔網絡結構以及良好的生物力學性能，被認為是一種很有潛力的關節軟骨替代材料。但與自然軟骨相比，PVA水凝膠缺乏生物活性，植入后難以與周邊的自然組織形成牢固連接，影響軟骨假體的修復功能。

用生物活性材料與PVA水凝膠結合被認為是一種改善水凝膠生物活性的有效改性途徑。中國專利（200910117158.6）提到一種層狀仿生關節軟骨修復與置換材料的制備方法，使具有生物活性的納米羥基磷灰石在PVA水凝膠中沿厚度方向呈梯度分布，該方法可以有效提高植入體與底層自然關節軟骨的連接強度，但并不能改善植入體與周邊軟骨組織的連接性。

發明內容

本發明的目的在于于結合PLGA微球優良的生物活性和水凝膠材料良好的生物力學性能的優點，提供一種用于軟骨修復的多孔半降解水凝膠材料及其制備方法，具體是一種可降解的聚乳酸-羥基乙酸微球填充多孔聚乙烯醇水凝膠混合材料的制備方法，以提高植入物與周邊自然組織的有效連接。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種用于軟骨修復的多孔半降解水凝膠材料，所述材料是由PLGA微球與多孔水凝膠組成的混合材料，其中PLGA微球填充在多孔水凝膠孔隙中；所述PLGA微球形狀為球型，直徑為10~80μm；所述多孔水凝膠為PVA/PVP水凝膠，孔隙為直徑為1~100μm的貫通孔，其中PVA的分子量為89000~98000，醇解度>99%。

上述用于軟骨修復的多孔半降解水凝膠材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

（1）采用乳化-溶劑揮發法制備PLGA微球；

（2）將PVA和PVP粉末混合，以去離子水為溶劑，配置成PVA/PVP質量分數為10~20%的混合溶液，在90~96℃恒溫水浴中攪拌均勻，冷卻到室溫；

（3）將NaCl與乳化劑OP混合形成復合致孔劑；

（4）將步驟（3）所得復合致孔劑與步驟（1）所得PLGA微球加入至步驟（2）所得混合液中，室溫下攪拌均勻后將混合液倒入玻璃模具中，冷凍解凍數次，得到水凝膠粗品；

（5）將步驟（4）所得水凝膠粗品放入去離子水中超聲清洗，加入AgNO₃溶液檢測洗過的去離子水無沉淀產生，得到多孔半降解水凝膠材料。

其中步驟（2）中PVA和PVP粉末的質量百分比為99：1。

步驟（3）中NaCl與乳化劑OP的質量比為1:1~1:3。

步驟（4）中復合致孔劑與步驟（2）所得混合液的質量比為10%~25%；PLGA微球與步驟（2）所得混合液的質量比為0~6.75%。

步驟（4）中冷凍解凍次數為5~9次。

步驟（5）中AgNO₃溶液的濃度為0.5~1.5%。