[發明專利]一種用于骨缺損修復的新型可注射水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 202110236927.5
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112999427B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 惠俊峰;姚嘉欣;范代娣;楊孜晨;鄭曉燕
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: A61L27/52
• 分類號: A61L27/52;A61L27/50;A61L27/10;A61L27/54;A61L27/24;A61L27/20
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

本發明公開了一種用于骨缺損修復的新型可注射水凝膠，其制備方法為：一、制備生物活性玻璃；二、制備接枝酰肼鍵的膠原蛋白和改性的氧化魔芋葡甘露聚糖；三、將生物活性玻璃和接枝酰肼鍵的膠原蛋白分散于PBS溶液中，得到A液；將改性的氧化魔芋葡甘露聚糖溶解于PBS溶液中，得到B液；四、混合A液和B液得到用于骨缺損修復的新型可注射水凝膠。本發明的用于骨缺損修復的新型可注射水凝膠具有可原位注射，操作簡便，手術產生的二次傷害小，可適應缺損部位形貌實現骨缺損部位原位填充成型等優點，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于生物醫用材料技術領域，具體涉及一種用于骨缺損修復的新型可注射水凝膠及其制備方法。

背景技術

由于先天畸形、疾病、創傷等因素引發的骨缺損每年可達上千萬人次，骨缺損修復材料的發展，為骨缺損部位的修復提供了一種新思路和簡便方法。自體骨、異體骨、無機材料如磷酸三鈣、有機材料如蠶絲蛋白、有機高分子材料如聚乳酸等骨缺損修復材料的發展，為人們提供了可適應不同缺損部位尺寸和功能的骨修復材料，促使了該領域的迅速發展。對于生物體而言，材料的活性問題、毒性問題以及如何實現最小的手術創口問題一直是一個不容忽視的問題，具有可礦化的生物活性玻璃的可注射水凝膠材料無疑具有優勢。

生物活性玻璃(Bioactiveglass，BAG)是一種由SiO₂、P₂O₅和CaO等成分組成的硅酸鹽玻璃，在骨缺損部位可以礦化為羥基磷灰石，促進新生骨組織的生長，具有優異的生物相容性、可降解性、骨誘導性。然而生物活性玻璃不容忽視的弊端是在體內降解速率快，直接植入體內無法匹配新骨生成速度，導致缺損組織修復效果不理想。

水凝膠是一類通過水溶性或親水性的高分子，通過一定的化學交聯或物理交聯形成的三維網絡結構凝膠，可廣泛應用于化工、醫療、食品等領域。近年來，具有良好生物相容性的天然或有機高分子構建的水凝膠在組織缺損修復方面的應用越來越受到人們的關注。然而，應用于骨組織缺損修復中的水凝膠通常存在凝膠強度低、韌性差和降解速率與新骨生成不匹配等缺點一直影響著其使用效果。

本發明針對上述現有骨缺損組織修復材料的不足，利用生物相容性良好的膠原蛋白與氧化魔芋葡甘露聚糖通過共價交聯制備可用于骨組織缺損修復的可注射水凝膠，并在該水凝膠中加入鎂、銅摻雜的生物活性玻璃以改善其機械性能，使得最終獲得的可注射水凝膠兼具生物活性玻璃和水凝膠的雙重功效的同時，又有效避免了各自單獨使用的缺陷。該水凝膠可通過注射形式進入缺損部位并能快速實現溶膠—凝膠轉化，有效解決了最小的手術創口下的骨缺損組織填充問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種用于骨缺損修復的新型可注射水凝膠及其制備方法。該水凝膠中摻雜有含鎂、銅元素生物活性玻璃，使得其不僅兼具生物活性玻璃和水凝膠的共同優點外，還具有促進新骨生成的鎂、銅元素的緩釋功效，可有效實現最小的手術創口下的骨缺損組織填充和具有良好的骨缺損修復功效。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種用于骨缺損修復的新型可注射水凝膠，其特征在于采取以下步驟得到：

步驟一、生物活性玻璃的制備：將十二胺溶于乙醇溶液中，攪拌至其完全溶解，然后加入正硅酸四乙酯、磷酸三乙酯、四水硝酸鈣、六水硝酸鎂和三水硝酸銅，繼續攪拌2～4h，離心獲得沉淀；用去離子水離心洗滌沉淀后進行冷凍干燥；將干燥后的粉末在600～700℃的空氣中煅燒2～4h，得到鎂離子和銅離子共同摻雜的生物活性玻璃；所述鎂離子和銅離子共同摻雜的生物活性玻璃的形態為直徑650～750nm的球形；