[發明專利]一種可注射的用于脊柱修復的凝膠材料

有效

• 申請號: 201711044377.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107583104B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 孟慶怡;許杉杉;趙亮亮;黃健翔
• 申請（專利權）人: 無錫中科光遠生物材料有限公司
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/02;A61L27/50;A61L27/52
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

本發明屬于生物材料領域，具體涉及一種可注射的用于脊柱修復的凝膠材料，將PEG溶解在去離子水中，加入硫酸鋇分撒，得到PEG水溶液；將HAuCl₄加入去離子水中，配制成含金水溶液；最后將PEG水溶液和含金水溶液按比例混合得到動態水凝膠。本發明基于于動態共價化學反應方法，利用常規并安全的原料，制備出強度及生物相容性都被認可的動態凝膠。

技術領域

本發明屬于生物材料領域，具體涉及一種可注射的用于脊柱修復的凝膠材料，具體的是一種利用動態共價化學反應制備的PEG水凝膠材料。

背景技術

腰椎退變的是指關節軟骨發生退變，繼發以關節邊緣和軟骨下骨質以增殖性新形成的一種關節病變。勞作、運動或不良生活習慣導致需要修復脊柱中腰椎間盤蛻變位置的病患與日俱增，保守估計又超過85％的人群都會有輕度背痛的經歷，而這其中40％的病患顯示出現了腰椎退變。在美國，每年僅用于治療椎間盤修復或重建的費用超過2千億美金，包括類固醇藥物到物理治療，甚至到侵入性的椎間孔切開術或椎骨融合術。手術方式治療腰椎退變并不是治本的方法，僅能緩解由腰椎萎縮造成的神經性癥狀，如神經根病或坐骨神經痛等。當下，利用注射方式恢復已退變腰椎的高度和功能性用于治療腰椎退變被認為是更可行且更少侵入性傷害的方式。因此，利用組織工程細胞化的支架就能夠提供足夠的力學穩定性從而增強治療修復效果。研究者已經設計開發了一系列的高分子水凝膠用于椎間盤注射治療，包括天然高分子，如透明質酸鈉、膠原蛋白、膠凝糖膠、自組裝的多肽以及多種高分子的組合，絲素蛋白和彈性蛋白等；人工合成的高分子，如交聯的pNIPAM，光固化的pHEMA，以及PLGA等；天然高分子和合成高分子的混合物，如PEG和透明質酸。

動態共價化學是一種涉及的是一系列基于熱力學平衡的可逆平衡的共價化學反應，雖然動態共價化學反應涉及共價鍵的斷裂和形成，反應速度比較緩慢，常需要催化劑或較強的外界條件刺激，但動態共價鍵的鍵能是大于分子間相互作用力的，因而產物分子較自主組裝體更為穩定、強壯。利用動態共價化學反應制備的水凝膠具有自修復的能力，并且硬度頻率依賴，能夠吸能減震，尤其適合作為制備脊柱保護凝膠使用。當有外界的環境如pH值或者紫外光照時，交換反應就能發生形成穩定的聚合物價鍵。已有的研究表明，利用動態凝膠制備的組織修復材料是基于PEG及氨基乙醇化的殼聚糖制備的，能夠作為神經修復材料。但是，這些研究僅利用了動態凝膠的自修復功能，對于其特別的減震吸能效果都予以忽略了；并且引入的特殊官能團，雖然能夠改善材料性質，卻沒辦法真正進入市場使用，因為其降解代謝安全性無從評估。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種可注射的用于脊柱修復的凝膠材料，基于于動態共價化學反應方法，利用常規并安全的原料，制備出強度及生物相容性都被認可的動態凝膠。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：一種可注射的用于脊柱修復的凝膠材料，其特征在于：所述凝膠材料的制備方法按照如下步驟：

步驟1，將PEG加入去離子水中，攪拌均勻后加入硫酸鋇分散，配制成PEG水溶液；

步驟2，將HAuCl₄加入去離子水中，配制成含金水溶液；

步驟3，將含金水溶液緩慢加入至PEG水溶液中，充分攪拌均勻后得到動態水凝膠溶液，即為凝膠材料。

所述步驟1中的PEG采用硫醇封端的4-臂聚(乙二醇)。

所述步驟1中PEG的分子量為2000-3000。

所述步驟1中PEG的濃度為25-40％。

所述步驟1中的硫酸鋇的含量為15-25％。

所述步驟2中的含金水溶液的HAuCl₄濃度為0.2M-0.3M。

所述步驟3中的PEG水溶液與含金水溶液的體積比為4-9:1。