[發明專利]一種自愈合無模板多孔支架的制備

在審

• 申請號: 201610559445.2
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN106693067A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 李玲琍;王磊;陳浩;南開輝;盧聰烈
• 申請（專利權）人: 溫州生物材料與工程研究所;溫州醫科大學
• 主分類號: A61L27/56
• 分類號: A61L27/56;A61L27/50;A61L27/22;A61L27/20;C08J3/24
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙)33237
• 代理人: 陳麗嫦

技術領域

本發明涉及一種自愈合多孔組織工程支架材料，特別提供了一種通過高速剪切混合法制備基于醛基-氨基交聯的多孔支架材料。

背景技術

1993年美國科學家Joseph P. Vacanti和Robert Langer教授首次提出了組織工程概念，即“應用組織工程學和生命科學原理生長出活的替代物，用以修復、維持和改善人體組織和器官的功能”。支架材料作為組織工程構成的三要素之一，其研究對組織工程領域的研究有著巨大的意義。

生物支架材料作為為細胞提供生存的三維空間，必須要滿足以下幾個條件：1.有利于細胞粘附、增殖、分化及生長，并能為細胞提供結合位點，誘發生物反應，誘導細胞的正常生長；2.作為營養物質、氧氣和生物活性物質的載體，能儲藏、運輸這些物質，排泄代謝廢物，并在組織生長形成過程中不斷降解、被機體吸收利用或通過循環系統排出體外；3.具有一定的力學性能，一定的形貌、結構和尺寸，引導組織按預定形態生長。以上條件就對支架材料有了多孔的形貌界定，制備多孔支架的方法多種多樣。目前為止，制備方法主要有纖維粘結法、粒子致孔法、相分離/冷凍干燥法、發泡法（物理發泡/化學發泡）、燒結微球法、熔融成型法、快速成型法等。但是以上方法制備工藝相對比較復雜，并且加入致孔劑或者使用有機溶劑等有毒害的物質，對生物相容性造成了一定的影響。

海藻酸鈉是由α-L-甘露糖醛酸(M單元）與β-D-古洛糖醛酸(G單元）依靠β-1,4-糖苷鍵連接而成的天然線性多糖，其每個糖醛酸單元上含有一個羧基，因此在中性或堿性條件下呈現聚陰離子電解質的性質，并且海藻酸鈉是無毒食品，早在1938年就被收入美國藥典。海藻酸鈉可形成凝膠微球，將藥物或者活性物質包裹其中，實現藥物緩控釋；具有血液相容性及可體內降解清除的特點，是靶向給藥的良好載體；具有一定的力學性能，能夠保持一定的形貌、尺寸及結構，作為組織工程支架材料的研究也頗為熱門；在醫學成像及檢測上也逐漸出現海藻酸鈉的應用。明膠是膠原部分水解而得到的衍生物，其化學組成與膠原相似，與膠原具有同源性，保持了膠原的三股螺旋結構，含有類似精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）序列，具有優良的親水性和生物相容性。明膠基復合材料用作組織工程支架材料和信號分子載體是目前生物材料的研究熱點之一。明膠經交聯后形成多孔網絡支架結構，但是單組份明膠結構脆弱、力學性能較差，無法滿足生物組織工程的應用，需與其他生物高分子聯合使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自愈合多孔組織工程支架材料的制備方法，該方法無需模板，通過高速剪切混合技術，獲得多孔支架，用于組織工程再生修復。本發明制備的多孔支架材料具有良好生物相容性及優良機械性能，制備工藝簡單，制備過程綠色無污染，成本低。本發明制備的多孔支架材料具有自愈合性能，可實現對組織的修復治療。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

一種自愈合多孔組織工程支架材料的制備工藝，所述組織工程支架材料以選取明膠和海藻酸鈉為原料，但不僅限于此，其他帶氨基和羧基或可被氨基化和羧基化和可醛基化的生物高分子材料均可，如蛋白質、多肽、殼聚糖、透明質酸等。所述制備工藝包括以下步驟：1）對海藻酸鈉進行醛基化改性處理，所述醛基化改性試劑為高碘酸鈉；2）將一定濃度的明膠溶液與醛基化海藻酸鈉溶液以一定比例混合，加入一定量的己二酸二酰肼，進行高速剪切混合；3）一定時間之后，置于一定溫度氛圍中固化交聯，得到自愈合組織工程多孔支架材料。

對制備得到的多孔支架材料生物性能表征，表明生物相容性好，具有細胞粘附性，細胞可在支架材料上粘附增殖。

本發明取得的有益效果是：本發明制備得到的多孔支架材料具有自愈合性能，生物相容性好，大孔性，具有一定的機械強度，可實現組織修復治療。本發明提供了一種簡單方便的多孔支架制備技術，制備過程無毒、無污染、綠色環保。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為海藻酸鈉醛基化改性反應示意圖

圖2為明膠和醛基化海藻酸鈉熱交聯反應示意圖

圖3為本發明專利中組織工程支架材料表面及斷面掃面電鏡圖

圖4為本發明專利中組織工程支架材料自愈合功能的示意圖

圖5為本發明專利中組織工程支架材料可注射的示意圖

圖6為細胞在該多孔支架材料中的生長熒光顯微鏡圖片

具體實施方式

下面通過實施例進一步描述本發明，但本大明不僅限于此。

實施例1：醛基化海藻酸鈉的制備