[发明专利]一种聚丙氨酸乙酯磷腈三维立体细胞支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物组织工程材料领域,具体是指一种聚丙氨酸乙酯磷腈三维立体细胞支架及其制备方法。

背景技术

支架在组织工程研究中的的地位非常重要。组织工程支架具有将细胞传递到体内特定位置，然后为再生的组织预先占据一定的空间，并引导组织发展的作用。绝大多数哺乳动物是贴壁型的细胞，如果没有支架提供粘附的空间细胞将不能成活。聚合物基材可以作为组织工程支架，将高密度细胞移植到指定的位置。聚合物基材具有非常优异的物理机械性能，具有足够的抗压缩和抗拉伸能力，因而可以在体内培养的条件下保持原有的形状和结构。支架可以根据不同设计，作为隔绝宿主免疫系统的物理阻碍，也可以作为引导组织再生的基体。

近年来，三维立体网络支架发展十分迅速，它是用化学方法将两种以上的聚合物互相贯穿成交织网络状的一类新型复相聚合物材料，是聚合物共混改性技术发展的新领域，但也存在一定的问题，对于天然大分子而言虽然生物相容性良好，但机械性能差；而一些聚合物则是机械性能良好，但生物相容性差。近年来有许多对聚磷腈生物支架的研究，并表明其对成骨细胞等具有良好的生物相容性及机械强度，但是目前运用静电自组装技术和盐溶-沥出技术相结合制备高生物活性的聚磷腈成骨细胞复合微载体还没有先例，通过对聚磷腈生物支架的合理设计，无论从支架材料的机械性能还是生物活性都得到很大的提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题而提供一种聚丙氨酸乙酯磷腈三维立体细胞支架的新型制备方法。即通过静电自组装技术和盐溶-沥出技术相结合来制备三维立体网络聚磷腈微载体，从而制备出一种聚丙氨酸乙酯磷腈三维立体细胞支架。

本发明的技术方案

一种聚丙氨酸乙酯磷腈三维立体细胞支架，通过如下方法制备，即将丙氨酸乙酯通过化学键合固定在聚磷腈组织工程材料上，以CH₂Cl₂为溶剂，注入模具后，先采用基于水相体系的盐溶-沥出技术制孔，再通过静定自组装技术，活化氨基酸中的氨基，使聚丙氨酸乙酯磷腈表面带正电，将各种类细胞基质组分如蛋白质、聚多糖等天然大分子材料固定在阳离子化的聚磷腈材料表面，以此来构建其生物相容性表面，既得到该聚丙氨酸乙酯磷腈三维立体细胞支架。

上述的一种聚丙氨酸乙酯磷腈三维立体细胞支架的制备过程具体包括以下步骤： 

（1）、合成聚丙氨酸乙酯磷腈

①、在氮气的保护下将丙氨酸乙酯盐酸盐在四氢呋喃（THF）和三乙胺溶液中搅拌下并回流24h得到L-丙氨酸乙酯溶液；

        其中丙氨酸乙酯盐酸盐/THF/三乙胺的摩尔比为9:3:1；

②、步骤①所得的L-丙氨酸乙酯溶液，过滤并将滤液加入搅拌中的含聚二氯磷腈的THF溶液中，并在室温下搅拌反应48h，过滤除去不溶性盐后，将所得的粘性聚合物溶液加入正己烷中得到白色纤维状聚合物沉淀物，其中粘性聚合物溶液与正己烷的量按体积比计算，粘性聚合物溶液与正己烷的体积比为1:2；

  上述的含聚二氯磷腈的THF溶液中，THF/聚二氯磷腈的摩尔比为

144000:1，丙氨酸乙酯盐酸盐/聚二氯磷腈的摩尔比为4000:1；

        将所得的白色纤维状聚合物沉淀物加入到THF溶液中浸泡5min，过滤将所得的沉淀物再加入到正己烷中浸泡5min，重复此过程3次，所用的THF溶液和正己烷的用量以使聚合物沉淀物浸入到溶液中即可，最终得到白色纤维状聚合物；

③、再把步骤②中最终所得的白色纤维状聚合物产物完全浸入到体积比为50/50的THF/甲醇混合液中3天，再真空干燥4h后得到白色固体的聚丙氨酸乙酯磷腈聚合物，将该聚合物放入CH₂Cl₂溶液中保存；

所述的真空干燥过程控制温度为60℃，真空度为0.02-0.09MPa

（2）、采用基于水相体系的盐溶-沥出技术制孔

将KCl颗粒经研磨后，用标准筛过筛，优选取粒径为100-150μm之间的KCl颗粒；将这些颗粒加入到步骤（1）所得的聚丙氨酸乙酯磷腈的CH₂Cl₂混合液中，使KCl颗粒/聚合物的重量比为9:1，将混合物搅拌均匀，分散，浇铸于聚丙乙烯模具上；待溶剂挥发48h后，真空干燥24h，真空干燥过程控制温度为60℃，真空度为0.02-0.09MPa；