[發明專利]一種磁性自愈性生物玻璃/水凝膠復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810384018.4
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108578785B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 溫翠蓮;裘依梅;吳軍茹;李瑞峰;葉健霞;張騰;溫娜
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: A61L27/54
• 分類號: A61L27/54;A61L27/52;A61L27/10;A61L27/02;A61L27/20;A61L27/18;A61L27/12
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;林文弘

本發明公開了一種磁性自愈性生物玻璃/水凝膠復合材料的制備方法，該方法包括以下步驟：通過對生物玻璃粉末進行氨基化表面改性，提高其表面活性位點；同時制備在殼聚糖醋酸溶液中可以穩定存在的Fe₃O₄@SiO₂復合磁性粉末；并合成了雙端帶有苯甲醛基的聚乙二醇（DFPEG），將其作為凝膠因子交聯生物玻璃/殼聚糖復合溶液，可快速制備獲得具有穩定磁性自愈性的生物玻璃/水凝膠復合材料。該方法簡單高效，磁性自愈性效果穩定，所用原料價廉易得。所制備的復合材料具有良好的生物相容性，在外部磁場作用下，能夠被驅動改變位置，可應用于傷口缺損的智能修補、藥物控制緩釋、生長因子輸運和細胞培養等新型智能生物醫用領域。

技術領域

本發明涉及生物功能材料領域，尤其涉及一種磁性自愈性生物玻璃/水凝膠復合材料的制備方法。

背景技術

隨著社會和科學技術的發展，生物材料學作為生命科學和材料學的交叉前沿領域，對人類的康復工程起著不可估量的作用。目前，正在研發的生物活性材料種類較多，其中生物活性陶瓷和生物活性玻璃是生物無機材料中重要的研究方向。生物活性玻璃（Bioactive glass, BG）是一類通過熔融或溶膠-凝膠等方法制備的，能與自然骨、軟組織形成化學鍵合，以滿足或達到特定生物、生理功能的特種玻璃。1969年，Hench發現一定組成的玻璃可以和骨組織發生化學鍵合，他們在所構建的45%SiO₂-24.5%Na₂O-24.5%CaO和6%P₂O₅（wt%）的鈉鈣磷酸硅鹽玻璃（45S5）四元系統中，保持P₂O₅含量不變，改變SiO₂、CaO、Na₂O的含量，表明在一定的成分范圍內所得到的玻璃都居于生物活性，這種反應的結果，在骨組織和生物活性玻璃之間形成了一個界面鍵合區。首先玻璃中的堿與水發生交換，然后是硅石網絡斷裂形成硅烷醇，再聚合形成含水的、具有高表面積的富硅層；形成可溶性二氧化硅凝膠層是生物活性玻璃形成生物活性羥基磷灰石層的前提，然后富硅層表面吸附有機分子（蛋白質、黏多糖和膠原蛋白）促進玻璃表面羥基磷灰石層的形成。而羥基磷灰石是生物活性骨主要的無機化學成分，其形態如正常骨組織的礦物質一樣，因此具有良好的生物活性和骨傳導性，可以促進骨細胞在材料表面的生長，從而能夠允許更迅速的骨修復與再生，因此是一種常用的骨替代修復材料。除了進行骨修復，生物活性玻璃也能與軟組織發生鍵合，有研究表明當植人體一組織界面被固定后，觀察到軟組織膠原嵌入并鍵合在生物活性玻璃表面生長的富二氧化硅和羥基磷灰石層上。然而生物玻璃產品普遍化學穩定性差、機械強度低，有機機體中的分散性差，容易團聚，且生物玻璃與有機相的結合較松散，使得材料的力學性能提高不明顯，這些問題限制了生物玻璃的臨床應用，特別是硬組織修復之外領域的應用。

水凝膠材料即是由親水性高分子（凝膠因子）交聯形成的、均勻包含著大量水分、溶脹而不溶解的高分子凝膠材料。水凝膠材料擁有與人體組織類似的高含水結構，具有良好的生物相容性，通過控制凝膠過程可以實現可注射性與原位成型。自愈性水凝膠出現破損后可自發修復其損傷，是一種具有原位損傷管理特性的智能新材料，受到研究者的廣泛關注。作為水凝膠研究領域的新成員，自愈性水凝膠表現出對生物組織的高度仿生特性，同時契合了近年來新材料研究領域中對材料可持續使用性的高度重視，一出現即得到了研究者的廣泛關注，并被初步應用于高分子生物醫用材料中。