[發明專利]一種功能性的纖維化雜化凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010448485.6
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111498822B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 孫勇;樊渝江;李星;蔣青
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01B25/32
• 分類號: C01B25/32;A61K9/06;A61K47/34;A61K47/36;A61K47/42;A61L27/12;A61L27/18;A61L27/20;A61L27/22;A61L27/24;A61L27/38;A61L27/52
• 代理公司: 北京艾格律詩專利代理有限公司 11924
• 代理人: 竇杰平

本發明公開了一種功能性的纖維化雜化凝膠的制備方法及其應用，解決目前硬骨修復支架材料中羥基磷灰石在基體相中容易大塊團聚，導致組織修復不均勻的問題。本發明的制備方法為：通過表面官能團修飾將表面帶有氨基的羥基磷灰石與帶有羧基的親水性天然材料或合成聚合物通過酰胺化反應，制得表面改性的羥基磷灰石顆粒。本發明設計科學，操作簡便，有生物相容性，骨誘導以及生物礦化能力，是一種理想的骨修復支架材料。

技術領域

本發明屬于生物材料技術領域，具體涉及雜化纖維凝膠制備方法及其應用。

技術背景

天然骨是膠原蛋白與納米羥基磷灰石的天然復合材料。羥基磷灰石晶體分布在膠原蛋白纖維上，約占骨重量的60% ~ 70%。雖然天然骨組織受到外界破壞有能力重建，但在自愈合失敗的情況下，如骨折不愈合，就需要借助外界生物活性材料，諸如合成羥基磷灰石和含有羥基磷灰石的聚合物復合材料。理想情況下，這些材料應具有與骨骼相似的結構性能特征，具有生物相容性、生物降解性和生物活性，并且應該易于獲得、制備簡單。但是目前，由羥基磷灰石顆粒與聚合物復合制備骨修復支架時，存在著增強相與基體相不相容，界面結合處結強度差，納米晶體固有的高表面能有利于團聚，從而導致力學性能較差。目前很多研究都集中在通過對羥基磷灰石表面修飾來克服這一問題。所采用的方法包括表面活性劑和聚電解質的吸附，使粒子具有靜電和空間穩定性。但目前各種改性方法的綜合效果都并不十分理想，因此，提供一種改性羥基磷灰石，具有良好的生物相容性，并且降解穩定，能與有機纖維支架良好結合且分散均勻，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

針對以上技術問題，本發明提供了一種巰基化改性羥基磷灰石并構建雜化纖維凝膠支架的制備方法，成功解決了現有技術中傳統骨修復支架中羥基磷灰石大塊團聚，組織修復不均勻等問題。

本發明包含以下技術方案：

一種巰基化改性羥基磷灰石，包括氨基化的羥基磷灰石和巰基化的天然化合物或合成化合物，所述天然化合物或合成化合物具有羧基官能團或可被修飾成羧基的官能團，所述氨基化的羥基磷灰石通過氨基與所述巰基化的天然化合物或合成化合物中帶有的羧基發生酰胺反應化學結合。通過將巰基修飾過的化合物與氨基修飾過的羥基磷灰石反應，可以成功得到表面帶有巰基的改性羥基磷灰石顆粒，將其與帶有巰基的有機物相復合可以實現羥基磷灰石在基體中良好的分散，同時二硫鍵相互作用還有望增強支架內部兩相界面的結合，從而提高支架的整體力學強度以及組織修復效果。

作為可選方式，在上述巰基化改性羥基磷灰石中，所述氨基化的羥基磷灰石為硅烷偶聯劑改性而成的羥基磷灰石。進一步的，所述氨基化的羥基磷灰石表面硅烷偶聯劑的質量百分比為2%~12%。更進一步的，所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷。

作為可選方式，在上述巰基化改性羥基磷灰石中，所述氨基化的羥基磷灰石為3-氨丙基三乙氧基硅烷與正硅酸乙酯聯合改性而成的羥基磷灰石。3-氨丙基三乙氧基硅烷作為一種硅烷偶聯劑，其一端的三個乙氧基可與羥基磷灰石表面修飾過的聚硅醇網絡結構結合，另一端暴露出的氨基可與帶有羧基的天然生物材料或合成高分子反應，達到羥基磷灰石表面親疏水改性。

作為可選方式，在上述巰基化改性羥基磷灰石中，所述天然化合物或合成化合物為透明質酸、羧甲基殼聚糖、明膠、膠原、海藻酸鈉、硫酸軟骨素、聚碳酸酯、聚胱胺酸中的任意一種或幾種。

作為可選方式，在上述巰基化改性羥基磷灰石中，所述天然化合物或合成化合物為透明質酸。透明質酸作為一種細胞外基質，有一定的生物相容性，以及良好的親水性，支鏈上的活性羧基還可以與其他化合物反應，從而賦予其各種活性官能團。

作為可選方式，在上述巰基化改性羥基磷灰石中，氨基化的羥基磷灰石和巰基化的天然化合物或合成化合物的用量質量比為1:1~1:5。

作為可選方式，在上述巰基化改性羥基磷灰石中，所述氨基化的羥基磷灰石結構式具體為：。