[發明專利]一種順時釋放活性因子亞微米核殼微球材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410306449.0
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104096263A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 鄧旭亮;衛彥;王瑩;張學慧;蔡晴
• 申請（專利權）人: 北京大學口腔醫院;北京化工大學
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/54;A61L27/50
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強

技術領域

本發明涉及一種外科手術修復材料及其制備方法，具體說是一種順時釋放活性因子亞微米核殼微球材料及其制備方法。

背景技術

目前，全世界每年由于疾病、交通事故和運動創傷等造成的骨缺損和缺失患者非常多，因此治療所用骨修復材料的需求非常大。社會的文明進步、經濟的發展和生活水平的日益提高，必然導致人們對骨損傷的修復的速度與質量要求也越來越高。仿生設計是人類向自然學習的重要步驟。骨的再生修復過程中存在成骨與成血管行為的時空偶聯，該過程受到多種有序表達的生長因子的精確調控，已證實加快成血管可以有效促進成骨，通過支架材料控釋成骨與成血管因子的有序表達，可以協調促進骨再生。

核殼微球的結構特性有助于實現活性因子的時序性控釋，但現有的核殼微球不同尺寸分布會導致特定的生物學效果：較大尺寸微球難以在支架材料復雜的三維結構中獲得均勻分散從而影響在植入區的均一性，2-3微米的微球易于被巨噬細胞吞噬導致作用時間降低，納米級微球則易于被組織細胞內吞導致生物利用度下降。因此在核殼微球的臨床轉化應用中，亞微米級的核殼微球尺寸效應既利于在體外支架材料內及體內骨缺損支架材料植入區的均勻分散，又有利于避開巨噬細胞吞噬與組織細胞內吞等生物清除效應，從而提高活性因子的生物利用度，實現成骨與成血管的時序性協同效應，提高骨修復速度與質量，因此其在骨缺損修復方面具有廣泛的應用前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有核殼微球尺寸效應難以滿足基于支架材料骨缺損修復的臨床轉化應用，尚不能獲得理想的成骨與成血管時序性協同，因此提供一種順時釋放成血管因子與成骨因子的亞微米核殼微球材料及其制備方法。

為此，本發明提供一種順時釋放活性因子亞微米核殼微球材料，其設有核層和核層，核層為聚內消旋乳酸，其上載有骨形態發生蛋白-2；殼層為聚丙交酯-乙交酯，其上載有血管內皮生長因子；微球材料的直徑μ的范圍為：0.4μm≤μ≤1.6μm。

本發明同時提供一種順時釋放活性因子亞微米核殼微球材料的制備方法，其包括以下步驟：以聚內消旋乳酸與骨形態發生蛋白-2為核層原料，核層為聚丙交酯-乙交酯與血管內皮生長因子為核層原料，依次配置核殼層電噴溶液、靜電噴射、冷凍干燥，制得順時釋放活性因子亞微米核殼微球材料。

優選地，配置核殼層電噴溶液時，配置1～2％w/v聚內消旋乳酸、三氟乙醇核層溶液與3～4％w/v的聚丙交酯-乙交酯、三氟乙醇核層溶液，常溫溶脹1h，然后在37℃下攪拌24h；將血管內皮生長因子和骨形態發生蛋白-2兩種生長因子分別溶解于超純水中，然后按10nm/ml配比將血管內皮生長因子加入殼層溶液，按100nm/ml配比將骨形態發生蛋白-2加入核層溶液，分別攪拌10min，以獲得均勻穩定的核、殼層電噴溶液。

優選地，靜電噴射時，噴射電壓為15kV、總流速為0.8ml/h、核殼流速比為1：2～4、接受板距離為20cm。

優選地，對所獲得的靜電噴射微球置于真空冷凍干燥機內干燥24h，‐20℃密封保存。

本發明所提供的亞微米核殼微球材料，具有順時釋放成血管因子與成骨因子功能：VEGF早期釋放，10天內釋放70～80％，30天內釋放85～90％；BMP-2持續緩慢釋放，30天內釋放80～90％；

本發明具有以下技術效果：

(1)本發明通過控制核殼電噴溶液濃度、核殼流速比，使得核殼兩種溶液的表面張力與粘彈性互相匹配，從而獲得具有顯著核殼結構的亞微米級微球。

(2)本發明通過嚴格控制微球核殼結構、優選核殼層高分子基體、優化核殼層活性因子加載量與比例，實現早期釋放成血管因子，持續釋放成骨因子，仿生骨創傷自然愈合過程中成血管與成骨的時序性協同效應。

(3)本發明所制得的亞微米核殼微球材料與血管內皮細胞、骨髓間充質干細胞具有良好的親和性，可促進血管內皮細胞增殖，促進骨髓間充質干細胞成骨分化；體內植入后可見明顯的新生骨形成伴隨顯著血管化作用，逐漸被新生骨組織包繞、融合，最終達到理想的骨修復效果。

(4)本發明所采用的制備和加工方法簡單，可控性強，能用于工業化生產。

綜上所述，本發明所提供的亞微米核殼微球材料可以早期釋放成血管因子，持續釋放成骨因子，仿生骨創傷自然愈合過程中成骨與成血管的時序性協同效應，提高活性因子的生物利用度，促進組織生長和重建速度與質量，而且具有良好的尺寸效應利于臨床轉化應用。

下面結合附圖對本發明進行進一步的說明。

附圖說明

圖1是實施例1所述亞微米核殼微球材料的透射電鏡照片；