【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用高分子材料领域，特别涉及一种用于骨修复的天然多糖水凝胶及其制备方法、使用方法。
技术介绍
1、骨骼是人体重要的的支撑结构，对于轻、小范围的骨骼损伤，骨组织能够通过自我修复能力恢复健康，但更多情况下由于创伤、感染、肿瘤、骨髓炎手术清创以及一些先天疾病等原因造成的骨创伤是无法自我修复的，导致骨损伤的发病率日益升高，为患者带来巨大经济压力与心理负担。
2、随着组织工程技术的发展，骨组织工程在骨缺损修复方面发挥了重要作用，可促进骨组织生长、修复骨缺损，并呈递生物活性物质。水凝胶作为一种含水的三维网络聚合物，由天然或合成聚合物组成，具有良好的韧性，特别是天然多糖水凝胶展现出高的保水能力、良好的生物相容性、生物降解性和无毒性，是骨修复的优良材料。因此天然多糖水凝胶可以模拟自然的组织环境，为缺损部位提供结构支持，促进骨缺损部位的修复。特别是可注射的水凝胶，可以适应骨缺损部位的不同形状，在原位光交联固化，具有独特的优势。
3、从罗望子种子中提取出来的木葡聚糖(xyloglucan,xg)是一种半纤维素，是高等植物细胞壁的主要组成成分，是一种天然支化多糖，主链由葡萄糖环组成，侧链上带有木糖糖环和具有生物活性功能的半乳糖环。壳聚糖(cs)是一种含有大量氨基基团的阳离子多糖，具有生物降解性、生物相容性、抗菌活性和止血能力，已被广泛应用于组织工程、药物递送和可注射水凝胶。
4、微量元素锶离子在维持天然骨骼健康中发挥着重要作用，可以促进成骨细胞增殖与分化以及血管形成，其生理功能也与骨骼形成密切相关
技术实现思路
1、本申请提供了一种用于骨修复的天然多糖水凝胶，满足不同形状骨缺损的需要，负载的锶离子和磷酸盐可以促进成骨细胞增殖与分化以及血管形成。选用木葡聚糖和壳聚糖两种天然多糖为原料，分别对其进行醛基化修饰和甲基丙烯酰胺化修饰。利用醛基和氨基之间的席夫碱反应构建动态共价网络，再通过光引发双键聚合原位构建共价网络，制备出流变性能和机械性能灵活调控的可注射水凝胶。良好的可注射性能也为其3d生物打印提供了应用前景。
2、根据本申请的第一方面，提供了一种用于骨修复的天然多糖水凝胶的制备方法，包括：
3、(1)将含有醛基化天然多糖的溶液a和含有双键修饰的壳聚糖衍生物的溶液b混合，所述醛基化天然多糖中的醛基与双键修饰的壳聚糖衍生物中的氨基通过席夫碱反应i，得到多糖水凝胶的动态共价网络；
4、(2)将所述步骤(1)中得到的多糖水凝胶的动态共价网络在紫外光照射下发生加成反应，得到含有双重交联网络的用于骨修复的天然多糖水凝胶；
5、所述溶液a中包括骨修复促进剂、混合物e中的任一种；
6、所述溶液b中包括骨修复促进剂、混合物e中的另一种；
7、所述混合物e中包括锶离子和光引发剂。
8、具体地，在所述步骤(1)中，锶离子与骨修复剂中的磷酸根离子结合形成磷酸锶。
9、可选地，所述骨修复剂选自多聚磷酸盐、磷酸盐中的至少一种。
10、可选地，所述醛基化天然多糖选自醛基修饰的木葡萄糖、醛基修饰的透明质酸中的至少一种；
11、所述锶离子选自氯化锶六水合物；
12、所述双键修饰的壳聚糖衍生物为甲基丙烯酰化的壳聚糖。
13、可选地，在加入的原料(双键修饰的壳聚糖衍生物、醛基修饰的木葡聚糖、氯化锶六水合物、多聚磷酸钠、引发剂)中，引发剂的质量含量为0.1～1.0％。
14、可选地，所述多聚磷酸盐选自多聚磷酸钠；所述磷酸盐选自磷酸钠。
15、可选地，所述双键修饰的壳聚糖衍生物、所述醛基化天然多糖、所述锶离子和所述骨促进剂的质量比为0.5-2：1-2：0.1-1.5：0.1-2。
16、可选地，所述光引发剂选自苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基磷酸锂盐、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、2,2'-偶氮(2-甲基-n-(2-羟基乙基)丙酰胺)中的至少一种。
17、作为本申请一实施方式，所述制备方法包括：
18、步骤一)将木葡聚糖进行氧化反应得到醛基修饰的木葡聚糖；将醛基修饰的木葡聚糖溶于水中得到醛基修饰的木葡聚糖水溶液；并加入多聚磷酸钠，搅拌得到均匀溶液；
19、步骤二)将壳聚糖与甲基丙烯酸酐反应，得到双键修饰的壳聚糖衍生物；将双键修饰的壳聚糖衍生物溶于水中，得到双键修饰的壳聚糖衍生物水溶液；再加入氯化锶六水合物和光引发剂，搅拌得到均匀溶液；
20、步骤三)将步骤一)中的醛基修饰的木葡聚糖水溶液和步骤二)中的双键修饰的壳聚糖衍生物水溶液混合，通过席夫碱反应生成动态共价网络，得到可注射用于骨修复的天然多糖水凝胶。
21、可选地，所述双键修饰的壳聚糖衍生物与醛基化天然多糖的质量比为1：0.5～2.0。
22、可选地，所述醛基化天然多糖的制备方法包括：
23、将含有天然多糖与氧化剂的水溶液，反应，得到醛基化天然多糖。
24、优选地，所述氧化剂选自高碘酸钠。
25、可选地，在所述含有天然多糖与氧化剂的水溶液中，天然多糖的浓度为0.5～2.0wt％；氧化剂的浓度为0.1～3wt％。
26、可选地，所述反应的条件为：避光反应2～12h。
27、可选地，所述醛基化天然多糖的制备方法包括：
28、木葡聚糖与高碘酸钠在水溶液中避光反应2～12h，然后加入乙二醇终止反应。
29、作为本申请一实施方式，所述双键修饰的壳聚糖衍生物制备方法包括：
30、将含有壳聚糖衍生物、冰醋酸、甲基丙烯酸酐的水溶液在60～70℃下反应2～6h，然后调节ph至6.0～7.0。
31、可选的，所述含有壳聚糖、冰醋酸、甲基丙烯酸酐的水溶液的配制方法为：向200～400体积份的0.5～2.0wt％壳聚糖的水溶液中加入2～6体积份冰醋酸和1～4体积份的甲基丙烯酸酐混合均匀。
32、本申请中，所述含有双重交联网络的用于骨修复的天然多糖水凝胶为固态，不具有流动性，为了方便使用，可以在步骤(2)时，采用避光条件进行，得到没有发生双键聚合的水凝胶，此没有双键聚合的水凝胶具有流动性，可以适应缺损部位的形状，有利于对不规则形状骨缺损进行填充。然后再进行在外光照射，使其模量提升，不再流动。
33、根据本申请的第二方面，提供了一种用于骨修复的天然多糖水凝胶，所述用于骨修复的天然多糖水凝胶选自根据上述方法制备得到的用于骨修复的天然多糖水凝胶中的任一种。
34、根据本申请的第三方面，提供了一种上述用于骨修复的天然多糖水凝胶的使用方法，将上述制备用于骨修复的天然多糖水凝胶中的步骤(2)在避光条件下进行，得到未发生加成反应的物料g；
35、将所述未发生加成反应的物料g注射本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于骨修复的天然多糖水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述骨修复剂选自多聚磷酸盐、磷酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醛基化天然多糖选自醛基修饰的木葡萄糖、醛基修饰的透明质酸中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双键修饰的壳聚糖衍生物、所述醛基化天然多糖、所述锶离子和所述骨促进剂的质量比为0.5-2：1-2：0.1-1.5：0.1-2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醛基化天然多糖的制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂选自高碘酸钠。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述含有天然多糖与氧化剂的水溶液中，天然多糖的浓度为0.5～2.0wt％；氧化剂的浓度为0.1～3wt％。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应的条件为：避光反应2～12h。
9.一种用于骨修复的天然多糖水凝胶，其特
10.权利要求9所述的用于骨修复的天然多糖水凝胶的使用方法，其特征在于，将权利要求1中的步骤(2)在避光条件下进行，得到未发生加成反应的物料G；
...【技术特征摘要】
1.一种用于骨修复的天然多糖水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述骨修复剂选自多聚磷酸盐、磷酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醛基化天然多糖选自醛基修饰的木葡萄糖、醛基修饰的透明质酸中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双键修饰的壳聚糖衍生物、所述醛基化天然多糖、所述锶离子和所述骨促进剂的质量比为0.5-2：1-2：0.1-1.5：0.1-2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醛基化天然多糖的制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，...
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