[發明專利]一種雙組分可注射型原位功能水凝膠生物材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710098705.5
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106693048A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 趙鵬;吳亮亮;劉靜;張浩;文學軍
• 申請（專利權）人: 蘇州睿研納米醫學科技有限公司
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/20;A61L27/24;A61L27/52;A61L26/00;A61L24/00;A61L24/08;A61L24/10;A61K47/34;A61K47/36;A61K47/42
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于生物材料領域，具體涉及一種雙組分可注射型原位功能水凝膠生物材料及其制備方法。

背景技術

水凝膠不溶于水，但能在水中溶脹，由于其具有高含水量、優良的溶脹性能、良好的生物相容性、高滲透性和3D網狀結構被廣泛應用于組織工程、創傷修復及再生醫學等領域。近些年來，可注射性水凝膠已成為一個重要的研究領域，引起各界的廣泛關注。與普通凝膠相比，它具有以下優勢：(1)成膠快速，可填充任意形狀，使用靈活；(2)可通過注射方式使用，從而創傷較小，減少患者的疼痛；(3)可均勻包裹細胞、蛋白質、激素等各種生物活性物質，生物相容性好；(4)凝膠性能易于調控，可根據不同用途如創傷修復、藥物緩釋、組織再生等不同應用場景進行選擇和調控。

可注射性水凝膠的制備主要有物理交聯和化學交聯兩種方式。物理交聯主要通過分子間相互作用力(范德華力、疏水相互作用、電荷作用、氫鍵等)形成，這類凝膠由于形成過程中不涉及化學反應，因而應用更簡單、更安全，但其力學性能也較弱，穩定性較差。相對而言，化學交聯可以改進這些不足，通過如邁克加成(Michael addition)、席夫堿反應(Schiff-base)、雙硫鍵交換(Disulfide-bonding exchange)等化學反應對聚合物進行交聯形成三維網狀結構，大大加強水凝膠的力學強度和穩定性。不僅如此，基于化學交聯的可注射性水凝膠除了可以保持良好的力學強度和穩定性外，更易通過控制組分之間的不同比例來達到不同的使用場景和目的，這對于實際使用也更為必要，因而更易實現產業化生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙組分可注射型原位功能水凝膠生物材料的制備方法。

本發明提出的一種雙組分可注射型原位功能水凝膠生物材料的制備方法，所述水凝膠生物材料以端基功能化的水溶性聚醚高分子為第一組分，以氨基功能化的大分子為第二組分，然后通過第一組分和第二組分通過注射器快速均勻混合得到；其中：所述第一組分的端基功能化的水溶性聚醚高分子的質量百分數為5～15％，所述第二組分的富含氨基的大分子的質量百分數為1～10％。

本發明中，所述第一組分為端基功能化水溶性聚醚高分子，具體為端基是NHS羧酸酯基團的功能化聚醚高分子，包括但不限于線性、多臂或樹枝狀的功能化聚乙二醇高分子等，其結構分別如結構式1～4所示：

本發明中，所述第一組分線性、多臂或樹枝狀的端基功能化的聚乙二醇高分子的分子量分別在2kDa～20kDa范圍內。

本發明中，所述第二組分為富含氨基的大分子，具體為富含氨基的天然或化學改性或合成高分子，包括但不限于殼聚糖及化學改性殼聚糖、多聚賴氨酸、氨基改性膠原蛋白、聚醚胺等，其結構式分別如式5～式8所示。

本發明中，所述第二組分為富含氨基的富含氨基的天然或化學改性或合成高分子，其中，殼聚糖或化學改性殼聚糖的分子量在100kDa～150kDa范圍內；多聚賴氨酸的分子量在3.5kDa～10kDa范圍內；氨基改性膠原蛋白的分子量在80kDa～100kDa范圍內；聚醚胺的分子量在2kDa～20kDa范圍內。

本發明提出的雙組分可注射型原位功能水凝膠生物材料的制備方法，具體步驟為：將第一組分和第二組分通過注射器快速均勻混合，經滅菌處理，封裝后得到所需產品；其中：所述第一組分與第二組分快速混合時固含量之比為5:1～1:1。

本發明的有益效果在于：本發明制備的雙組分可注射型原位功能水凝膠生物材料，其制備方法簡單，快速，容易實現工業化生產，在組織工程支架、骨修復材料、藥物控釋材料、生物粘合劑、創傷敷料、醫用止血及抗菌等材料方面將有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例2中4-arm-PEG-SCM聚合物的核磁譜圖(CDCl₃,300MHz)；

圖2為實施例2中ε-PL聚合物的核磁譜圖(D₂O，300MHz)；

圖3為實施例2中原位功能水凝膠材料的溶脹性能測試；

圖4為實施例2中原位功能水凝膠材料的抑菌測試圖；其中：(a)為試驗組(水凝膠試樣)，(b)為對照組(對照試樣)，(c)為不加樣品組；

圖5為實施例2中原位功能水凝膠材料的細胞毒性測試(細胞形態圖)；其中：A，25％樣品提液，B，50％樣品提液，C，75％樣品提液，D，100％樣品提液，E，空白對照，F，陽性對照(DMSO)；