[發明專利]一種含銅羧甲基殼聚糖?海藻酸鈉支架、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710260179.8
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106924806A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 陸遙;夏虹;尹慶水;李麗華;王曉嵐;李梅;林澤楓;張余
• 申請（專利權）人: 廣州軍區廣州總醫院
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/02;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/56
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 王會龍

技術領域

本發明涉及羧甲基殼聚糖-海藻酸鈉材料，尤其涉及一種可用作抗菌骨修復材料的含銅羧甲基殼聚糖-海藻酸鈉支架的制備方法和應用。

背景技術

感染性骨缺損是臨床的棘手問題，目前臨床的常用治療方法是清創、使用大量的抗生素和骨移植。骨組織工程是骨修復的研究熱點，在抗菌骨修復材料上，目前研究大多數使用加入抗生素的辦法打到抑菌效果。然而，抗生素產生的細菌耐藥性問題，也成為了感染治療中新的難題。殼聚糖和海藻酸鈉都是自然界存量豐富的天熱多糖，在骨修復材料中具有很好的應用前景。大量研究已經證明殼聚糖和海藻酸鈉具有良好的生物相容性：無毒性、致敏性低和具有生物降解性。同時，殼聚糖還有抗菌、促進骨修復等多種生物功能。

金屬離子的抗菌作用也是研究的熱點，如銀離子、銅離子等具有很強的殺菌作用。由于銀的價格昂貴而且人體中不含銀離子，銀在應用上有一定的限制。銅是自然界儲量豐富的金屬，也是人體所需的微量元素，應用前景良好。目前，合成含銅的骨修復支架材料，多數研究通常通過加入銅離子溶液達到使支架材料含銅的效果。然而，該合成方法易出現溶液立即交聯的現象，導致制備困難、銅離子分布不均勻，嚴重限制其實際應用。目前報道的含銅骨修復支架中，使用納米銅合成的報道幾乎沒有。

發明內容

一方面，本發明為克服現有技術的不足而提供了一種含銅羧甲基殼聚糖-海藻酸鈉支架的制備方法，制備得到的含銅羧甲基殼聚糖-海藻酸鈉支架具有多孔結構,同時具有良好的生物相容性和抗菌效果。

本發明采用的技術方案為：一種含銅羧甲基殼聚糖-海藻酸鈉支架的制備方法，其包括以下步驟：

(1)用超純水配制納米銅溶液；

(2)將羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉加入步驟(1)制得的納米銅溶液中，混合均勻，得到混合溶液；

(3)將步驟(2)得到的混合溶液凍干，得到凍干后的初始支架；

(4)向步驟(3)得到的凍干后的初始支架中加入CaCl₂溶液交聯，清洗，得到交聯后的支架；

(5)將步驟(4)得到的交聯后的支架凍干，即得所述含銅羧甲基殼聚糖-海藻酸鈉抗菌骨修復支架。

在以上技術方案中，先將納米銅溶液與羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉均勻混合，其后將混合溶液凍干后得到多孔結構，納米銅即可均勻、穩定地分散在羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉中；加入交聯劑CaCl₂溶液后，羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉遇CaCl₂即發生凝結，使得材料的強度進一步增加。

羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉的選擇是發明人通過大量的創造性試驗從眾多材料中篩選得到的，發明人發現兩者聯合使用可以有效的彌補各自的不足。發明人在研究中發現單純使用羧甲基殼聚糖制備得到的支架脆性大，單純使用海藻酸鈉制備得到的支架強度不足，而羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉的聯合使用具有協同增效的作用，可有效降低支架的脆性，提高支架強度，從而使得抗菌骨修復支架的性能更優。

作為對上述技術方案的進一步改進，所述步驟(1)中，納米銅溶液的濃度為0.01-10mM。當納米銅濃度高于10mM時，會產生細胞毒性，而當其低于0.01mM時，則抗菌性不佳。

作為對上述技術方案的進一步改進，所述步驟(2)中，混合溶液中，羧甲基殼聚糖的濃度為0.5-2.5％w/v，海藻酸鈉的濃度為0.5-2.5％w/v。當兩者的濃度過高時，制備的支架不能成型，當濃度過低時，則存在制備困難的問題。發明人通過大量的試驗發現當羧甲基殼聚糖的濃度為0.5-2.5％w/v，海藻酸鈉的濃度為0.5-2.5％w/v時，制得的抗菌骨修復支架能夠更好的滿足抗菌骨修復支架的要求。

需要說明的是，若無特別說明，本文中涉及的濃度單位％w/v的計算公式為：(物質的質量/溶液的體積)×100％，其中物質的質量/溶液的體積的單位為g/mL；例如，此處的海藻酸鈉的濃度是通過(海藻酸鈉的質量/組分A的體積)×100％得到的。

作為對上述技術方案的進一步改進，所述步驟(2)中，羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉的重量比為1:1。此時，制得的抗菌骨修復支架強度更佳。

作為對上述技術方案的進一步改進，所述步驟(2)中，混合溶液中，羧甲基殼聚糖的濃度為1.5％w/v，海藻酸鈉的濃度為1.5％w/v。該濃度制備的支架孔隙大小更為適宜，制得的支架性能更好。