[發(fā)明專利]一種多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠的制備方法及應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010532756.6
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111870739A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 項琪;黃亞東;于鳳麟
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州暨南大學醫(yī)藥生物技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司;肽源（廣州）生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/18;A61L27/22;A61L27/52;A61L27/54;A61L27/58;C08J3/075;C08L5/08;C08L71/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳小明

本發(fā)明公開了一種多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠的制備方法及應(yīng)用。經(jīng)本發(fā)明制備方法得到的自愈合水凝膠為實現(xiàn)不同生長因子在不同時間階段的功能，引入微球作為后釋放藥(TGFβ3)的包封劑與直接負載在凝膠內(nèi)的bFGF相隔離，形成一個內(nèi)室的結(jié)構(gòu)，達到序貫釋放不同生長因子的目的。本發(fā)明制備的水凝膠具有良好的理化性能，以及良好的可注射性能，可以用于骨損傷修復(fù)的原位注射，通過序貫釋放不同生長因子來修復(fù)損傷的骨組織，為骨組織工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究提供一種新的解決方案和修復(fù)手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于組織工程和再生醫(yī)學領(lǐng)域，具體涉及一種多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠的制備方法及應(yīng)用，特別是可用于骨缺損的修復(fù)治療。

背景技術(shù)

骨缺損是指由于創(chuàng)傷、感染、腫瘤、先天性疾病等造成的骨結(jié)構(gòu)完整性被破壞的疾病，是臨床上常見的癥狀。通常，嚴重的骨缺損無法自行愈合和修復(fù)，必須借助骨修復(fù)材料才能得到有效的恢復(fù)。據(jù)統(tǒng)計，在全球范圍內(nèi)，每一年需要進行骨移植手術(shù)的患者超過2200萬，手術(shù)費用超25億美元；而在中國每年因骨缺損或骨折所需要進行移植手術(shù)的患者數(shù)量可達到300萬以上。

干細胞是骨缺損治療和修復(fù)的種子，起到生成骨的作用。然而移植的干細胞通常在損傷部位的微環(huán)境下難以定向誘導(dǎo)分化進行主動修復(fù)。因此，聯(lián)合外源的生長因子作為干細胞分化的指導(dǎo)者，促進種子干細胞對骨損傷進行修復(fù)格外重要。

目前研究較多的生物支架材料有殼聚糖、膠原和絲素蛋白等。其中，殼聚糖是一種帶正電的天然堿性多糖，由于其具備優(yōu)良的生物相容性，生物降解性，無免疫原性以及抗細菌和真菌的特性，而被廣泛應(yīng)用于組織工程當中。天然的生物衍生材料可制備成多種形式應(yīng)用于骨缺損修復(fù)中。例如凝膠、微球、海綿、薄膜和靜電紡絲等。其中，水凝膠具有與天然ECM 最為相似的結(jié)構(gòu)。可注射水凝膠可以直接注射到患處無需手術(shù)過程，最大限度減少了手術(shù)創(chuàng)傷，提高了患者的舒適度；其次，水凝膠可以適應(yīng)各種損傷環(huán)境，隨著傷口形狀大小的改變而改變，避免了因不規(guī)則形狀造成的機體損傷；再者，載藥水凝膠持續(xù)緩慢釋放藥物不僅降低了給藥次數(shù)和藥物副作用，同時提高治療靶向性。但是，傳統(tǒng)的水凝膠遇到了一些應(yīng)用的挑戰(zhàn)，如注入后的機械力的變化會導(dǎo)致支架變形甚至破壞，賦予水凝膠自愈能力可保持其結(jié)構(gòu)和功能完整性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明的首要目的是提供一種多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠。本發(fā)明的第二個目的是提供上述多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠的制備方法。本發(fā)明的第三個目的是提供上述多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠的用途。

因此，本發(fā)明提供以下各項：

1.一種多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

1)以殼聚糖為原料，采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球；

2)制備殼聚糖微球的溶液，在所述殼聚糖微球的溶液中加入TGFβ3，形成含有TGFβ3的殼聚糖微球；

3)以殼聚糖谷氨酸鹽(CSG)和四臂聚乙二醇苯甲醛(PEG-BA)為原料，采用Schiff堿反應(yīng)，制備自愈合水凝膠；和

4)將步驟3)中制備的自愈合水凝膠與bFGF混合，再與步驟2)中制備的含有TGFβ3的殼聚糖微球混合，得到多功能改性殼聚糖自愈合水凝膠。

2.根據(jù)以上1所述的方法，其中在步驟1)中，將殼聚糖水溶液作為水相，將石油醚、液體石蠟、Span80、或它們的混合物作為油相，在攪拌下將所述水相加入所述油相，加入戊二醛交聯(lián)，獲得殼聚糖微球。

3.根據(jù)以上1所述的方法，其中在步驟2)中，所述殼聚糖微球含有包括TGFβ3或其他活性因子中的一種或幾種的組合。