[發明專利]一種溫敏有機-無機復合水凝膠材料及制備方法

在審

• 申請號: 201611172819.1
• 申請日: 2016-12-18
• 公開（公告）號: CN108203513A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 蔡晴;蒙俊權;楊匯川;任志偉;艾淼
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08F289/00;C08F220/54;D01F9/08;D01F8/18;C08L51/00;C08K7/08;A61L27/16;A61L27/12;A61L27/02;A61L27/52;A61L27/54
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本發明提供了一種溫敏有機?無機復合水凝膠材料及制備方法，該材料可塑形能力強、易于填充缺損部位、具有成骨活性。由聚（N?異丙基丙烯酰胺）接枝明膠的合成與離子摻雜磷酸鈣陶瓷納米纖維的復合制備而成。可塑形性是利用聚（N?異丙基丙烯酰胺）的負溫度敏感特性，聚（N?異丙基丙烯酰胺）接枝明膠水溶液具有在人體溫度下形成水凝膠的能力來實現的。根據水凝膠與磷酸鈣陶瓷納米纖維復合的比例不同，外觀表現為可注射填充的液態、易于操作的糊狀或膏狀，有效填充不規則形狀的骨缺損，能更好地滿足骨缺損臨床治療的需要，符合骨增量修復的臨床特點。

技術領域

本發明屬于生物復合材料領域，具體涉及一種溫敏有機-無機復合水凝膠材料及制備方法，適用于骨缺損的引導再生修復。

背景技術

由創傷、炎癥、腫瘤和先天因素等原因導致的骨組織缺損的發生率較高，如由口腔常見疾病牙周病引起的牙槽骨吸收和牙齒缺失，交通事故造成的頜骨外傷和骨缺損，以及伴發于先天性唇腭裂的牙槽嵴裂等發育性疾病，每年超過300萬人。但大范圍的骨缺損通常不能自愈，臨床實踐中常用的骨增量材料主要是自體骨組織移植材料和商品化的人工骨替代材料。現在臨床上使用的人工骨替代材料常見有同種異體骨（脫鈣凍干骨）、異種異體骨（脫蛋白小牛骨的Bio-Oss粉體修復材料），羥基磷灰石（HA）以及以磷酸鈣鹽（β-TCP）為主要成分的骨修復材料如Straumann BoneCeramic等，這些材料幾乎都來自于進口，價格昂貴，而且生物來源的修復材料也存在潛在的危險性。另外，臨床顯示這些材料的成骨效能也比較有限，臨床適用范圍較窄，且大部分產品為粉體，臨床操作不方便、塑形困難，對于垂直向和稍大范圍的骨缺失就束手無策。在這種情況下，臨床醫生（尤其是口腔領域）仍傾向于使用患者自體骨來改善術區骨量不足和骨況不佳的情況。因此，新型人工骨替代材料臨床需求迫切，研制使用便捷、適用范圍大、修復速度快的新型骨增量修復材料，具有顯著的臨床意義和社會意義。

在傳統微米尺度的實壁支架或纖維支架上，因孔體積遠大于細胞尺寸，細胞更傾向于二維鋪展，但在仿生天然細胞外基質的納米纖維網絡中，細胞可以近乎三維的方式生長。已經證實，成骨相關細胞在納米纖維支架上的分化和骨礦沉積性能明顯優于傳統實壁支架。因此，磷酸鈣基納米纖維無疑是新型填充型引導骨再生修復材料的重要發展方向之一。此外，通過陽離子(如Mg²⁺、Zn²⁺和Sr²⁺等離子)的摻雜,制備得到的鈣磷基陶瓷納米纖維與天然骨組織骨礦的組成更為相近，成骨活性可得到顯著提高。

為改善鈣磷基陶瓷納米纖維這些無機粉體修復材料的臨床操作性，賦予可塑形性，并有效填充不規則形狀的缺損部位，將具有成骨生物活性的磷酸鈣基納米纖維與可注射水凝膠相結合，發展一種溫度敏感的、臨床操作方便的有機-無機骨填充修復材料，

能更好地滿足骨缺損臨床治療的需要，符合骨增量修復的臨床特點。

發明內容

本發明的目的是提供一種溫敏有機-無機復合水凝膠材料及制備方法，其特點在于利用可注射水凝膠易于塑形、臨床操作方便的特點，將其與具有成骨生物活性的磷酸鈣基納米纖維復合，調節兩者的比例，獲得一種可塑形能力強、易于填充缺損部位的、具有成骨活性的骨再生修復材料。

本發明的一種溫敏有機-無機復合水凝膠材料的制備，包括聚（N-異丙基丙烯酰胺）接枝明膠的合成、離子摻雜磷酸鈣陶瓷納米纖維的制備和兩者的復合，具體制備方法如下：