[發(fā)明專利]介孔硅酸鎂/聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合支架及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710656189.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107320783A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇佳燦;蘇奕銘;魏杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海蘊(yùn)邦生物科技有限公司
• 主分類號(hào): A61L27/44
• 分類號(hào): A61L27/44;A61L27/56;A61L27/50
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所31283
• 代理人: 薛琦,沈佳麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種介孔硅酸鎂/聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合支架及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

由于自然災(zāi)害、交通事故或骨科疾病及人口老齡化等導(dǎo)致骨結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞，臨床上骨缺損的病例日益增多。傳統(tǒng)的治療方式，包括自體骨移植和異體骨移植，具有材料來(lái)源等局限性，并有潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，越來(lái)越多的人開(kāi)發(fā)并深入研究人工合成骨替代生物材料。

目前臨床常用的骨修復(fù)材料由于細(xì)胞響應(yīng)慢、骨向分化能力差以及營(yíng)養(yǎng)不足等呈現(xiàn)活性低、骨再生和骨整合速度慢等突出問(wèn)題。例如，有機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料(如殼聚糖/PBSu)的體外生物活性和降解性相對(duì)較差。用于骨修復(fù)領(lǐng)域的無(wú)機(jī)活性材料，包括β-磷酸三鈣、羥基磷灰石等，其比表面積和孔容較小，體外生物活性較差。

經(jīng)研究，硅基材料具有較好的生物活性，可促進(jìn)細(xì)胞增殖和分化，并有效激活骨的相關(guān)基因表達(dá)，在骨修復(fù)領(lǐng)域中一直備受矚目。鎂離子可以調(diào)節(jié)細(xì)胞與材料表面的親和力，并促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖。研究發(fā)現(xiàn)具有高表面積和孔容的生物活性材料在模擬體液中更有利于羥基磷灰石的形成。但介孔硅鎂基生物活性材料存在脆性大，力學(xué)性能低，成型困難等缺點(diǎn)。

近年來(lái)，生物降解高分子材料已廣泛用于具有三維結(jié)構(gòu)的骨組織工程支架材料。聚丁二酸丁二醇酯(Poly(butylene succinate)，PBSu)是一種可完全生物降解的脂肪族聚酯類材料。相比于可用于制備支架的有機(jī)材料，包括聚乳酸、聚己內(nèi)酯等可生物降解材料等，聚丁二酸丁二醇酯(PBSu)價(jià)格較低，生物相容性良好、力學(xué)和機(jī)械性能優(yōu)異、熱穩(wěn)定性好、易加工以及降解的產(chǎn)物無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)。然而，PBSu也有一些缺點(diǎn)，限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。例如，PBSu是疏水性材料，會(huì)影響PBSu表面的細(xì)胞粘附行為；PBSu 是生物惰性材料，從而阻礙了其與宿主骨的結(jié)合，影響其成骨性能，缺乏對(duì)骨組織再生的明顯促進(jìn)作用。

但目前尚未有關(guān)于介孔硅鎂基生物活性材料與PBSu的復(fù)合骨修復(fù)材料的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中常用的骨修復(fù)材料細(xì)胞響應(yīng)慢、骨向分化能力差、營(yíng)養(yǎng)不足等呈現(xiàn)活性低、骨再生和骨整合速度慢等缺陷，提供了一種介孔硅酸鎂/聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合支架及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的介孔硅酸鎂/聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合支架可以明顯促進(jìn) MC3T3-E1細(xì)胞的粘附、增殖和ALP活性表達(dá)，并促進(jìn)體內(nèi)成骨，本發(fā)明的制備方法操作簡(jiǎn)便，制得的介孔硅酸鎂/聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合支架，孔連通性良好、孔徑均一，具有優(yōu)良的體外降解性和生物活性，還可釋放出硅、鎂離子，有利于細(xì)胞成骨分化。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種介孔硅酸鎂/聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合支架的制備方法，其包括下述步驟：

(1)將聚丁二酸丁二醇酯和有機(jī)溶劑混合，得混合物Ⅰ；

(2)將介孔硅酸鎂和致孔劑與步驟(1)中的混合物Ⅰ混合，得混合物Ⅱ；

(3)將步驟(2)中的混合物Ⅱ壓制成型后除去有機(jī)溶劑，之后除去致孔劑，干燥即可。

步驟(1)中，所述聚丁二酸丁二醇酯為本領(lǐng)域常規(guī)使用的所述聚丁二酸丁二醇酯，較佳地，所述聚丁二酸丁二醇酯的數(shù)均分子量為4×10⁴～7×10⁴，分子量分布(M_w/M_n)為1.2～2.4。

步驟(1)中，所述有機(jī)溶劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的用于溶解聚丁二酸丁二醇酯的有機(jī)溶劑，例如二甲基甲酰胺、三氯甲烷、二氯甲烷、1,4-二氧己環(huán)或間甲基苯酚中的一種或多種，較佳地為二甲基甲酰胺。

步驟(2)中，所述介孔硅酸鎂為本領(lǐng)域常規(guī)使用的介孔硅酸鎂，宏觀以粉末態(tài)存在。較佳地，所述介孔硅酸鎂符合下述條件：所述介孔硅酸鈣鎂呈非晶態(tài)，平均孔徑為6～7nm，比表面積為445～455m²/g，孔容為0.3～0.5cm³/g。

步驟(2)中，所述介孔硅酸鎂可采用本領(lǐng)域常規(guī)用于制備介孔硅酸鎂的方法制備而得，一般采用溶膠凝膠法。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述介孔硅酸鎂采用包括如下步驟的方法制備：

S1、在45～55℃下，將模板劑與水和鹽酸混合，攪拌，至溶液澄清；

S2、在45～50℃下，將六水硝酸鎂(Mg(NO₃)₂·6H₂O)、正硅酸乙酯(TEOS) 加入上述溶液中，攪拌4～6h后靜置抽濾，之后干燥得白色粉末；