[發(fā)明專利]一種PFB水響應(yīng)形狀記憶組織工程支架及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710570540.7
• 申請(qǐng)日: 2017-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107296980B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游正偉;呂姿穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/18
• 分類號(hào): A61L27/18;A61L27/56;A61L27/50
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá);魏峯

本發(fā)明涉及一種PFB水響應(yīng)形狀記憶組織工程支架及其制備方法，所述支架為由羥基化的高分子材料PFB通過(guò)交聯(lián)得到的多孔支架。制備方法包括：(1)制備PFB；(2)將PFB配制成溶液，隨后通過(guò)鹽析法交聯(lián)得到PFB水響應(yīng)形狀記憶組織工程支架。本發(fā)明使用的PFB具有良好的親水性和熱穩(wěn)定性；熱處理加工制備多孔的PFB支架，其力學(xué)性能可通過(guò)加工時(shí)間來(lái)調(diào)控；該支架在溫和條件下具有顯著的水響應(yīng)形狀記憶效應(yīng)；此外，由于大量裸露的羥基，PFB可功能化修飾；同時(shí)PFB也被證明有良好的生物相容性，在生物醫(yī)療領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于組織工程支架領(lǐng)域，特別涉及一種PFB水響應(yīng)形狀記憶組織工程支架及其制備方法。

背景技術(shù)

自1980s，形狀記憶聚合物(SMPs)一直在迅速發(fā)展。形狀記憶聚合物，是指在某種外界剌激下這種聚合物能自發(fā)的從臨時(shí)形狀回復(fù)到初始形狀。初始形狀是從材料最初的加工過(guò)程中獲得的形狀，而臨時(shí)形狀是其在外力作用下變形并固定得到的形狀。形狀記憶聚合物可對(duì)熱、磁、電、光、濕氣，和一些化學(xué)刺激(例如pH變化)。

形狀記憶聚合物(SMPs)作為一類智能材料，在生物材料中占有重要的地位。在手術(shù)縫合線、支架、心臟瓣膜、藥物釋放、矯形術(shù)及光學(xué)治療等具有廣泛的應(yīng)用，尤其在組織工程支架方面。例如：在2002年，A.Lendein等研究顯示SMP能夠作為自緊手術(shù)縫合線(self-tightening suture)用于微創(chuàng)手術(shù)中。作者選擇生物相容性良好且可生物降解的聚己內(nèi)酯－聚對(duì)二氧環(huán)己酮共聚物，材料在20℃下對(duì)傷口進(jìn)行縫合后，只需要依靠人體溫度就可以將縫合線自動(dòng)收縮變緊，通過(guò)外置加熱升溫至41℃手術(shù)縫合線收縮得更加緊湊進(jìn)而促進(jìn)傷口的愈合。由于材料還具有可生物降解性能，因而當(dāng)傷口愈合后減去了再次拆線的二次手術(shù)，避免了額外的線拆除手術(shù)給病人帶來(lái)的痛苦；Michael M等制備了一種可在37℃水中自動(dòng)鋪展的網(wǎng)絲，網(wǎng)絲由丁基-丙烯酸/二甲基丙烯酸酯/二羥甲基丙酸光聚合而得。該材料可用于微創(chuàng)手術(shù)中的傷口包扎，并可根據(jù)實(shí)際操作的時(shí)間需求來(lái)調(diào)節(jié)材料中成分的比例；Ward Small IV加工了一種熱塑性形狀記憶聚合物，該聚合物可利用一種激光激發(fā)來(lái)消除凝血塊。在植入手術(shù)中，這種桿狀的SMP微執(zhí)行器可植入到血管閉塞的地方，執(zhí)行器的末端接了一個(gè)光學(xué)纖維，然后通過(guò)激光加熱使其轉(zhuǎn)變到預(yù)先設(shè)置的直線型，而當(dāng)展開(kāi)到螺旋狀時(shí)，執(zhí)行器可伸縮并且捕捉血栓，從而消除血栓。

這些利用直接熱刺激或間接熱刺激的支架、器件在使用過(guò)程中均受溫度控制，一則溫度敏感，操作和材料的要求大大提高，二則在使用間接熱刺激時(shí)，對(duì)周圍組織有著潛在危害。而體內(nèi)水的比重約為70％，水響應(yīng)形狀記憶材料在體內(nèi)操作時(shí)較易實(shí)現(xiàn)，且克服了上述問(wèn)題；此外，在研究生物醫(yī)用的水響應(yīng)形狀記憶材料時(shí)，需考慮材料的生物相容、生物降解以及生物活性等生物特性。

目前，較為熱點(diǎn)的水響應(yīng)形狀記憶材料主要包括天然材料、基于生物大分子的復(fù)合材料以及少量共聚材料。Xueliang Xiao和Z.Q.Liu報(bào)道了動(dòng)物毛發(fā)的形狀記憶特點(diǎn)，因?yàn)閯?dòng)物毛發(fā)中含有大量的角蛋白，該類材料廣泛存在于自然界，并對(duì)水敏感，此外建立了形狀記憶高分子模型，有力于之后形狀記憶高分子的合成；BiQiongChen等和JoaoF.Mano等分別制備納米微晶纖維素(CNCs)/聚癸二酸丙三醇酯聚氨酯(PGSU)、殼聚糖(CHT)/生物活玻璃納米粒子(BG-NPs)水響應(yīng)的形狀記憶復(fù)合材料。

天然材料分子結(jié)構(gòu)單一，不易加工，且在生物醫(yī)用過(guò)程中有潛在的排斥性；基于生物高分子的復(fù)合材料組成有限制性，物理、化學(xué)性質(zhì)約束性。因此基于水響應(yīng)形狀記憶材料的實(shí)用性、多樣性等特點(diǎn)，合成水響應(yīng)形狀記憶高分子在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著很大的潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種PFB水響應(yīng)形狀記憶組織工程支架及其制備方法，該支架使用的PFB具有良好的親水性和熱穩(wěn)定性；熱處理加工制備多孔的PFB支架，其力學(xué)性能可通過(guò)加工時(shí)間來(lái)調(diào)控；該支架在溫和條件下具有顯著的水響應(yīng)形狀記憶效應(yīng)；此外，由于大量裸露的羥基，PFB可功能化修飾；同時(shí)PFB也被證明有良好的生物相容性，在生物醫(yī)療領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用。