[發明專利]一種采用可降解合成高分子材料制備組織工程支架材料的方法

有效

• 申請號: 201810234110.2
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108310458B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 奚楨浩;張嘉鵬;岑蓮;趙玲;陸爾奕;崔立宇;楊盛兵
• 申請（專利權）人: 奚楨浩
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/50;A61L27/56
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

本發明公開了一種采用可降解合成高分子材料制備組織工程支架材料的方法，包括如下步驟：(1)將高分子聚合物樣品通過成型技術進行成型，然后置于高壓容器內；(2)使用超臨界流體置換所述高壓容器內氣體；(3)對所述高壓容器進行加熱和增壓，使所述高分子聚合物樣品在高溫高壓的超臨界流體氛圍中發生飽和，使所述高分子聚合物樣品在高于所述超臨界流體的臨界溫度或臨界壓力的情況下發生熔融，消除聚合物結晶；(4)然后降溫至發泡溫度；(5)快速泄壓。本發明通過高溫使高分子聚合物的晶區熔融，消除聚合物結晶，解決了線形直鏈高結晶度生物高分子聚合物的發泡問題，最終獲得了結構可控的組織工程支架材料。

技術領域

本發明涉及一種采用可降解合成高分子材料制備組織工程支架材料的的方法。

背景技術

現有技術中，組織工程支架材料是指能與組織活體細胞結合并能植入生物體的不同組織，并根據具體替代組織具備的功能的材料。為了使種子細胞增殖和分化，需要提供一個由生物材料所構成的細胞支架，支架材料相當于人工細胞外基質。組織工程支架材料包括：骨、軟骨、血管、神經、皮膚和人工器官，如肝、脾、腎、膀胱等的組織支架材料。

目前，組織工程支架材料按照來源進行分類為：(1) 天然可降解高分子材料，天然生物可降解高分子材料是指由動植物組織中提取的高分子可降解材料，如膠原（collagen），其本身就是天然骨的組織成分；殼聚糖（chitosan），是甲殼素的衍生物；還有明膠（gelatin）、瓊脂、葡聚糖、透明質酸。這類材料的特點是降解產物易被機體吸收，但強度和加工性能較差，降解速度無法調節。(2) 天然可降解無機材料，例如珊瑚是天然動物的骨骼，其中99%是磷酸鈣；再如，珊瑚羥基磷灰石（CHA）。它們都具有天然珊瑚的多孔結構，有較好的孔隙率，能和靶細胞很好的黏附，而不影響增殖、分化、成骨，是很好的骨組織工程材料。(3) 可降解合成高分子材料，常用的可降解合成高分子材料有聚乳酸[poly（lacticacid），PLA]、聚乙醇酸[poly(glycolic acid)，PGA]、聚己內酯(polycaprolactam，PCL)、聚醚、聚碳酸酯等。這類材料的降解產物可在體內代謝排除，對機體無害，可塑性較好。其中PLA和PGA在組織工程中應用最廣泛。(4) 合成可降解無機材料，常用的主要有磷酸鈣水泥(calcium phosphate cement，CPC)，羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)，磷酸三鈣(tricalcium phosphate， TCP)，生物活性陶瓷如生物活性玻璃陶瓷( biologicalactivity ceramic glass，BCG)，細胞外基質陶瓷類材料等。(5) 復合材料：通過結合不同材料的特點，結合相互的優勢來實現某些特定的功能。如聚乳酸-羥基磷灰石。其中，第3種材料，即可降解合成高分子材料取得了較好的發展。目前，可降解合成高分子材料的制備方法主要是采用熔融紡絲或電紡絲的方式。然而，這種紡絲方式存在如下問題：（1）制備的纖維支架不具備抗壓縮性能；（2）熔融紡絲過程中螺桿剪切可能引起材料降解，進而降低成品的機械性能；（3）對于粘彈性較低的聚合物，如聚乙交酯等無法制備無機填料改性的紡絲；（4）電紡絲使用有機溶劑制備聚合物溶液，可能會影響細胞活性。

另一方面，由于高分子材料的聚集態結構存在晶態與非晶態之區別，其聚集態的結構會直接影響材料的加工性能及產品微觀的結構。很多高分子聚合物都是線形直鏈結構，導致其在固態具有較高的結晶度，但是在熔融態時黏彈性很低；因此，使用固態發泡會導致發泡材料孔徑過小，孔隙率很低，連通性差，從而不適合組織工程的應用。而在熔融發泡過程中，如注塑或擠出發泡，螺桿的剪切會導致其線形分子鏈發生斷裂，發泡材料泡孔坍塌，更不能適合組織工程的應用。

因此，如何解決高結晶度的高分子聚合物的發泡問題，如何制備結構可控的組織工程支架材料，顯然具有積極的現實意義。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種采用可降解合成高分子材料制備組織工程支架材料的方法。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種采用可降解合成高分子材料制備組織工程支架材料的方法，包括如下步驟：