[發明專利]用于軟骨修復的具有組織誘導性的水凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201510603546.0
• 申請日: 2015-09-21
• 公開（公告）號: CN105126163B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 魯雄;胥杰龍;甘東林;王振銘;張晏寧
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: A61L27/22
• 分類號: A61L27/22;A61L27/24;A61L27/20;A61L27/52;A61L27/54;C08F290/10;C08F290/00
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

本發明公開了一種用于軟骨修復的具有組織誘導性的水凝膠的制備方法，其步驟主要是，A、多糖或蛋白的雙鍵化，B、水凝膠的制備，C、生長因子的吸附。該方法以可完全降解的雙鍵化天然多糖/蛋白和甲基丙烯酰胺化的多巴胺為主要成分，通過自由基聚合雙鍵化多糖/蛋白與甲基丙烯酰胺多巴胺兩種物質而形成雙網絡結構水凝膠。隨后，水凝膠通過脫水和再溶脹作用吸附生物活性生長因子，且生長因子通過多巴胺組分固定于水凝膠中。該方法制備的水凝膠具備良好的生物可降解性、細胞/組織親和性，裝載的生長因子活性高，緩釋性能好，能更好的誘導軟骨再生，促進軟骨修復。

技術領域

本發明涉及一種用于軟骨修復的具有組織誘導性的水凝膠的制備方法

背景技術

水凝膠的結構和天然軟骨的細胞外基質相似，已被廣泛應用于軟骨缺損修復的研究，有望成為軟骨替換材料。然而，水凝膠的機械性能差，難以適應關節所處的各種力學環境，限制了其作為軟骨替換材料的應用。最新研究發現，雙網絡結構水凝膠具有良好的機械性能，甚至可以使水凝膠的機械性能達到或則超過軟骨的機械性能。現有的雙網絡結構水凝膠的制備方法主要是先聚合一種單體網絡，然后再將其放入含第二層網絡單體的溶液中溶脹后聚合第二層單體，從而形成雙網絡結構水凝膠。然而，這種兩步制備水凝膠的方法增加了材料的制備難度，制備成本高；同時，這種雙網絡結構水凝膠大都采用不可降解的合成高分子和另外一種合成高分子或天然大分子交聯而成，存在不可完全降解及細胞/組織親和性不好的問題。

生物活性因子(如TGF-β、BMPs、IGF等)作為軟骨組織工程的重要組成部分，可用來調控細胞的分化、誘導和加速軟骨的形成。生物活性因子結合到水凝膠中可控制細胞的分化和組織的形成，并能增強水凝膠的生物活性。然而，生長因子藥價昂貴、半衰期短、容易變性，直接在水凝膠表面滴加生長因子或用水凝膠直接溶脹含因子的溶液容易產生突釋，還會因為局部過量產生毒性和致癌性。通過水凝膠成分中的基團共價固定因子，可以解決突釋及局部過量毒性問題，但因子的活性會因共價反應受到破壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于軟骨修復的具有組織誘導性的水凝膠的制備方法。該方法制備的水凝膠具備良好的生物可降解性、細胞/組織親和性，裝載的生長因子活性高，緩釋性能好，能更好的誘導軟骨再生，促進軟骨修復。

本發明為實現其發明目的，所采用的技術方案是，一種用于軟骨修復的具備組織誘導性的水凝膠的制備方法，其具體步驟如下：

一種用于軟骨修復的具有組織誘導性的水凝膠的制備方法，其具體步驟如下：

A、多糖或蛋白的雙鍵化

將多糖或蛋白溶于磷酸鹽緩沖溶液中得到多糖或蛋白的質量濃度為0.5～10％的溶液，然后，向溶液中滴加多糖或蛋白0.16～17.5倍質量的甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸，然后在5℃～60℃下，攪拌反應2～24小時；隨后，將溶液稀釋5倍，再進行透析、干燥后得到雙鍵化的多糖或蛋白；

B、水凝膠的制備

將甲基丙烯酰胺化多巴胺單體溶于二甲亞砜得到甲基丙烯酰胺化多巴胺單體溶液，再將甲基丙烯酰胺化多巴胺單體溶液和A步得到的雙鍵化的多糖或蛋白共溶于磷酸鹽緩沖溶液中配制成混合液，混合液中雙鍵化的多糖或蛋白的質量濃度為0.5-20％，甲基丙烯酰胺多巴胺單體的質量濃度為0.5-5％。然后，將光引發劑加入到混合溶液中，加入的光引發劑的質量濃度為0.05～0.5％；再用波長為365nm、強度為2～10mw/cm²的紫外光，對混合液照射5～15分鐘，引發溶液聚合形成水凝膠；

C、生長因子的吸附

用磷酸鹽緩沖溶液、氯化鈉溶液或水對水凝膠進行清洗，再用體積濃度為50～99％的乙醇溶液對水凝膠進行脫水；清洗、脫水的操作進行3次；然后將水凝膠轉移到生長因子濃度為0.02～0.2μg/ml的磷酸鹽緩沖溶液、氯化鈉溶液或水中，溶脹后即得。