【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用材料，具体涉及一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、关节由关节面、关节腔、关节囊组成，关节腔内有少量滑膜液，能够起到润滑关节的作用。水凝胶是由亲水聚合物链组成的材料，通过交联连接在一起，形成一个固体的三维网络；水凝胶作为一种新型材料，广泛应用于生物、医疗等领域，因其良好的生物相容性及优良的力学性能得到青睐，关节腔治疗用水凝胶有望弥补目前关节腔治疗疗法中药物作用时间短、软骨组织再生难的缺点。
2、中国专利（公告号为cn115671405b）公开了一种关节腔注射凝胶及其制备方法，该专利技术通过聚乙二醇活性酯与交联用的羧甲基壳聚糖混合发生交联反应得到凝胶，将凝胶粉碎后与非交联的羧甲基壳聚糖溶液混合，灭菌，冷却后制得关节腔注射凝胶；此方法制得的关节腔注射凝胶柔韧性更好、无颗粒感，摩擦系数小、润滑性能更好，热稳定性能好，更具有安全性能，并且采用聚乙二醇活性酯做交联剂，反应速度快，所需时间短；同时聚乙二醇使羧甲基壳聚糖和多元醇分子间形成可逆的氢键，增强羧甲基几丁质分子结构的稳定性。但是该专利并未解决现有技术中关节腔用复合材料存在的弹性模量低，溶胀率大，细胞存活率不高等问题，严重影响其实际使用。
3、因此，如何选用生物相容性良好的原料，并进行功能化改性处理，制备关节腔用羧甲基甲壳素复合材料，增加弹性模量，降低溶胀率，并保证良好的细胞存活率，成为了需要重点攻克的方向。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提
2、本专利技术通过选用生物相容性良好的羧甲基甲壳素、透明质酸、海藻酸钠和壳聚糖作为原料，并分别进行功能化改性处理，制备得到关节腔用羧甲基甲壳素复合材料，通过各个组分的协同作用，有效提高复合材料的弹性模量，降低溶胀率，并保证良好的细胞存活率。
3、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
4、本专利技术的第一方面，提供一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，包括以下步骤：
5、步骤s1：以重量份计，将6~10份羧甲基甲壳素和4~6份钙盐加入到100~120份摩尔浓度为1mol/l的氢氧化钠溶液中混合均匀，得到羧甲基甲壳素溶液；将20~30份聚乙二醇加入到100~120份摩尔浓度为1mol/l的氢氧化钠溶液中搅拌均匀，得到聚乙二醇溶液；将10~20份所述羧甲基甲壳素溶液和80~100份所述聚乙二醇溶液混合进行固化反应，过滤，水洗，冷冻干燥，得到改性羧甲基甲壳素；
6、步骤s2：将20~30份所述改性羧甲基甲壳素加入到100~120份摩尔浓度为0.2mol/l的氢氧化钠溶液形成a液，将4~8份壳聚糖加入到40~50份摩尔浓度为0.2mol/l的醋酸溶液形成b液；
7、步骤s3：将100~120份所述a液和40~50份所述b液混合，再加入6~10份透明质酸和1~3份海藻酸钠搅拌均匀，得到关节腔用羧甲基甲壳素复合材料。
8、作为本专利技术的优选技术方案，所述钙盐为氯化钙和碳酸氢钙；所述氯化钙和碳酸氢钙的质量比为(1~2):1。
9、改性羧甲基甲壳素引入了聚乙二醇，它能够与羧甲基甲壳素形成氢键等分子间作用力，通过相互作用有助于构建更加稳固和密集的结构，从而显著提升复合材料的机械性能，同时聚乙二醇可以作为物理交联点，通过交联提高回弹性和耐久性，使其更能抵抗外部压力和变形，综合作用提升弹性模量。
10、作为本专利技术的优选技术方案，所述固化反应的条件包括：先在0~4℃的条件下搅拌10~20min，然后在温度为50~60℃的条件下反应10~20min。
11、作为本专利技术的优选技术方案，所述透明质酸为改性透明质酸；所述改性透明质酸的制备方法包括：以重量份计，将6~10份透明质酸加入到80~100份去离子水中混合均匀，调节ph为8.4~8.8，然后加入2~4份2-辛烯基琥珀酸酐搅拌过夜，透析，冷冻干燥，得到改性透明质酸。
12、作为本专利技术的优选技术方案，所述透明质酸的分子量为5~25万。
13、改性透明质酸以辛烯基琥珀酸酐作为疏水小分子对透明质酸进行结构修饰，辛烯基琥珀酸酐能够通过辛烯基侧链形成疏水区域，减少对水分子的亲和性，从而有效降低复合材料的溶胀率；同时辛烯基琥珀酸酐的修饰能够改变透明质酸的表面电荷分布，影响其与细胞表面受体的相互作用，降低材料的细胞毒性。
14、作为本专利技术的优选技术方案，所述海藻酸钠为琼脂糖改性海藻酸钠；所述琼脂糖改性海藻酸钠的制备方法包括：以重量份计，将4~8份琼脂糖加入100~120份去离子水中，在80~90℃的条件下搅拌均匀，降温至65~75℃后加入4~8份海藻酸钠搅拌4~6h，得到混合液；将所述混合液进行静电喷雾，冷冻干燥，得到琼脂糖改性海藻酸钠。
15、作为本专利技术的优选技术方案，所述静电喷雾的条件包括：液体流动速率为1.2~1.8ml/h，电压14~18kv，接收距离为16~20cm，时间为60~80min。
16、琼脂糖改性海藻酸钠中琼脂糖具有良好的弹性和强度，海藻酸钠则具有出色的柔韧性，通过将两者复合从而使得材料兼具良好弹性和柔韧性，从而优化关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的整体机械性能，提升弹性模量；同时琼脂糖-海藻酸钠会形成有较多相互缠结的丝状结构和不规则凹陷，通过粗糙的表面和丝状组织更好地黏附细胞，有利于细胞的生长增殖，提高细胞存活率。
17、作为本专利技术的优选技术方案，所述壳聚糖为二氧化钛掺杂壳聚糖；所述二氧化钛掺杂壳聚糖的制备方法包括：以重量份计，将180~200份去离子水和70~100份醋酸混合均匀，然后加入2~4份壳聚糖充分溶解，再加入1~3份二氧化钛超声分散20~30min后进行搅拌反应，搅拌反应完成后加入80~100份摩尔浓度为1mol/l的氢氧化钠溶液，冷却至室温，抽滤，水洗，干燥，得到二氧化钛掺杂壳聚糖。
18、作为本专利技术的优选技术方案，所述搅拌反应的条件包括：搅拌速度为100~200r/min，温度为40~50℃，时间为3~5h。
19、二氧化钛掺杂壳聚糖中壳聚糖是一种天然多糖，具有良好的生物相容性和可降解性，能够支持细胞附着、生长和分化；而二氧化钛具有一定的抗氧化性能，能够减少氧化应激对细胞的损害，有利于维持细胞健康状态，两者复合可以进一步优化材料表面特性，增加其对细胞的友好度，提高复合材料的细胞存活率。
20、本专利技术的第二方面，提供一种如第一方面所述的方法制备得到的关节腔用羧甲基甲壳素复合材料。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
22、（1）本专利技术的琼脂糖改性海藻酸钠既能与改性羧甲基甲壳素含有的钙离子发生离子交联作用，又能通过羧酸盐与二氧化钛掺杂壳聚糖上的质子化胺离子相互作用，构成第一互联网络，同时改性透明质酸引入辛烯基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述钙盐为氯化钙和碳酸氢钙；所述氯化钙和碳酸氢钙的质量比为(1~2):1。
3.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述固化反应的条件包括：先在0~4℃的条件下搅拌10~20min，然后在温度为50~60℃的条件下反应10~20min。
4.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述透明质酸为改性透明质酸；
5.根据权利要求4所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述透明质酸的分子量为5~25万。
6.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠为琼脂糖改性海藻酸钠；
7.根据权利要求6所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述静电喷雾的条件包括：液体流动速率为1.2~1.8mL/h，电压
8.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖为二氧化钛掺杂壳聚糖；
9.根据权利要求8所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌反应的条件包括：搅拌速度为100~200r/min，温度为40~50℃，时间为3~5h。
10.一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述钙盐为氯化钙和碳酸氢钙；所述氯化钙和碳酸氢钙的质量比为(1~2):1。
3.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述固化反应的条件包括：先在0~4℃的条件下搅拌10~20min，然后在温度为50~60℃的条件下反应10~20min。
4.根据权利要求1所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述透明质酸为改性透明质酸；
5.根据权利要求4所述的一种关节腔用羧甲基甲壳素复合材料的制备方法，其特征在于，所述透明质酸的分子量为5~25万。
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：都本立，李珑心，曲晨骅，于斌，
申请(专利权)人：烟台万利医用品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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