一种软骨组织修复材料及制备方法技术

本申请属于医疗器械和生物材料技术领域，本申请公开了一种软骨组织修复材料及制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种软骨组织修复材料及制备方法


[0001]本申请涉及医疗器械和生物材料

，尤其是涉及一种软骨组织修复材料及制备方法
。

技术介绍

[0002]关节软骨是人体中较为特殊的一种组织，它没有血管
、
神经和淋巴细胞，因而自修复能力很差
。
目前临床上传统的治疗方法主要有微骨折术
、
软骨下骨钻孔术
、
软骨下磨削术
、
自体软骨移植和自体细胞移植术等，但是这些方法存在许多不足，且会给病人带来二次创伤
。
目前使用的软骨修复支架材料有天然材料和人工材料两大类
。
天然材料是来源于动
、
植物或者人体内天然存在的大分子材料，具有良好的生物相容性
、
组织亲合性
。
人工支架材料是目前研究较多的材料，主要有聚羟基乙酸
、
聚乳酸
、
以及聚酸酐等，可根据需要调整其物理
、
化学
、
生物力学和降解性能，容易加工成形，生产重复性好
。
目前的天然支架材料主要是通过将天然高分子等物质加工成水凝胶的形式作为软骨组织修复支架，但是水凝胶做成的软骨修复支架透气性以及细胞增殖和增长的性能差
。

技术实现思路

[0003]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能和自身骨质良好地结合
、
利于软骨细胞的生长和增殖的软骨组织修复材料，本申请提供了一种一种软骨组织修复材料及制备方法
。
[0004]一方面，本申请提供的一种软骨组织修复材料，按重量份计，包括以下原料：聚乙烯醇
55
‑
70
份，脱钙人牙基质材料
20
‑
35
份，生物活性多糖
10
‑
15
份，多巴胺5‑8份，聚苹果酸3‑6份和戊二醛2份
。
[0005]通过采用上述技术方案，采用聚乙烯醇水凝胶结构为软骨组织修复材料的基体是因为水凝胶能吸收水分，且能形成交联状网络的聚合物，从而使这种材料可以作为软骨组织等具有高含水量组织再生的替代或者是支架类材料
。
聚乙烯醇水凝胶可以将细胞包埋，悬浮在三维的培养环境中有利于维持软骨细胞的表型，模拟细胞在体内的生长环境
。
水凝胶的理化性质如溶胀率
、
机械性能
、
细胞活性等决定了其是否适合作为一种生物软骨修复材料
。
脱钙人牙基质材料由天然的人体牙齿，具有多孔结构能够诱导软骨细胞的黏附和生长，再结合聚乙烯醇水凝胶的柔韧性与高弹性，与软骨组织组成相似，可以快速修复软骨组织同时诱导骨生长
。
多巴胺一方面通过对壳聚糖进行改性使其在聚乙烯醇水凝胶材料内具有更好地流变性，能够均匀的分布，从而诱导软骨修复材料内的软骨细胞更加均匀和稳定地生长，另一方面通过浸泡过程中发生自聚合反应从而使脱钙人牙基质材料微粒被聚多巴胺所包覆，在形成材料后二者紧密结合能够更好地诱导软骨细胞黏附和均匀生长
。
聚乙烯醇和聚苹果酸的聚合物分子间以氢键结合，专利技术人通过电镜扫描观察到聚乙烯醇和聚苹果酸复合形成的水凝胶材料具有更大孔径的三维立体结构；随着聚苹果酸的增加
,
复合水凝胶的凝胶分数和拉伸强度略有降低
,
但保湿性和断裂伸长率增加，为了使制得的软骨组织
修复材料具有合适的拉伸强度
、
断裂伸长率和保湿性，需要合理控制聚苹果酸在材料中的用量
。
[0006]可选的，按重量份计，包括以下原料：聚乙烯醇
60
‑
70
份，脱钙人牙基质材料
20
‑
27
份，生物活性多糖
10
‑
15
份，多巴胺6‑8份，聚苹果酸3‑4份和戊二醛2份
。
[0007]通过采用上述技术方案，专利技术人反复调整各组分配比后进行试验，根据结果总结出在该配比下，软骨组织修复材料的机械性能包括拉伸模量
、
拉伸应变量
、
溶胀率和细胞活性三者有一个更好地平衡，从而使软骨组织修复材料能够更适合人体
。
[0008]可选的，所述脱钙人牙基质材料的粒径为
50
‑
1000
μ
m。
[0009]可选的，所述聚乙烯醇的醇解度大于
80
％
。
[0010]可选的，所述聚乙烯醇的分子量为
2500
‑
20
万
。
[0011]可选的，所述生物活性多糖包括壳聚糖衍生物，所述壳聚糖衍生物可以是羧甲基壳聚糖或羟乙基壳聚糖中的一种或多种
。
[0012]第二方面，本申请提供了上述软骨组织修复材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、
将聚乙烯醇加入到纯水中，持续加热使聚乙烯醇处于溶胀状态，加热时间为1‑
2h
，温度为
65
‑
75℃
；之后以
300
‑
600r/min
的转速，在
90℃
下搅拌
0.5
‑
1h
，得到
10wt
％的聚乙烯醇溶液，备用；
S2、
多巴胺分为两份，将其中一份在纯水中溶解得到多巴胺溶液，调节
pH
为9‑
10
，之后将脱钙人牙基质材料加入到多巴胺溶液中，持续加热使多巴胺溶液保持
60
‑
70℃
，超声
0.5
‑
2h
后静置，冷却后得到聚多巴胺化脱钙人牙基质材料混合水溶液，滤出聚多巴胺化脱钙人牙基质材料备用；
S3、
将生物活性多糖
、
步骤
S1
中制得的聚乙烯醇溶液和步骤
S2
中制得的聚多巴胺化脱钙人牙基质材料混合后加入戊二醛
、
聚苹果酸和另一份多巴胺，制得混合液，将混合液加热并搅拌，之后在室温下搅拌
0.5
‑
2h
得到高分子水凝胶溶液；
S4、
将高分子水凝胶溶液进行真空脱水处理，之后于
(
‑
20)
‑
(
‑
30)℃
下冷冻8‑
10h
，之后在
25℃
下解冻3‑
4h
，冷冻
、
解冻过程反复2‑5次，制得软骨组织修复材料
。
[0013]通过采用上述技术方案，步骤
S4
中随着重复冷冻
、
解冻次数的增加，聚乙烯醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种软骨组织修复材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：聚乙烯醇
55
‑
70
份，脱钙人牙基质材料
20
‑
35
份，生物活性多糖
10
‑
15
份，多巴胺5‑8份，聚苹果酸3‑6份和戊二醛2份
。2.
根据权利要求1所述的软骨组织修复材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：聚乙烯醇
60
‑
70
份，脱钙人牙基质材料
20
‑
27
份，生物活性多糖
10
‑
15
份，多巴胺6‑8份，聚苹果酸3‑4份和戊二醛2份
。3.
根据权利要求1所述的软骨组织修复材料，其特征在于，所述脱钙人牙基质材料的粒径为
50
‑
1000
μ
m。4.
根据权利要求1所述的软骨组织修复材料，其特征在于，所述聚乙烯醇的醇解度大于
80%。5.
根据权利要求1所述的软骨组织修复材料，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为
2500
‑
20
万
。6.
根据权利要求1所述的软骨组织修复材料，其特征在于，所述生物活性多糖包括壳聚糖和壳聚糖衍生物，所述壳聚糖衍生物为羧甲基壳聚糖或羟乙基壳聚糖中的至少一种
。7.
一种权利要求1所述的软骨组织修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将聚乙烯醇加入到纯水中，持续加热使聚乙烯醇处于溶胀状态，加热时间为1‑
2h
，温度为
65
‑
75℃
；之后以
300
‑
600r/min
的转速，在
90℃
下搅拌
0.5
‑
1h
，得到
10wt%
的聚乙烯醇溶液，备用；
S2、
多巴胺分为两份，将其中一份在纯水中溶解得到多巴胺溶液，调节
pH
为9‑
10
，之后将脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕晓寰，漆传凤，卢小琴，赵金叶，
申请(专利权)人：深圳市光明创博生物制品发展有限公司，
类型：发明
国别省市：