[发明专利]用于骨修复的聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法有效
申请号: | 201310079278.8 | 申请日: | 2013-03-13 |
公开(公告)号: | CN103157129A | 公开(公告)日: | 2013-06-19 |
发明(设计)人: | 尹静波;甘露;韩锦东;王佳;张坤玺;何世明;颜世峰;陈学思 | 申请(专利权)人: | 上海大学 |
主分类号: | A61L27/18 | 分类号: | A61L27/18;A61L27/12;A61L27/52;A61L27/56 |
代理公司: | 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 | 代理人: | 陆聪明 |
地址: | 200444*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 修复 氨基酸 羟基 磷灰石 复合 凝胶 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种复合水凝胶及其制备方法,特别是一种用于骨修复的聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法。
背景技术
因手术、外伤、炎症以及各种肿瘤、骨病等多种原因造成的骨缺损,一直是骨科临床修复治疗所面临的难题。目前,常见的骨缺损临床治疗方法主要有三种:自体骨移植、异体骨移植和金属替代材料。虽然这些技术已经取得了一定的进展,但由于自体骨移植来源有限,异体骨移植会导致骨诱导活性丢失并引起严重的排异反应,而金属材料无法被自身组织同化吸收等缺点的存在,限制了其在临床上的应用。因此,运用组织工程的方法,开发具有修复功能的合成材料作为替代物,在临床修复骨缺损方面具有良好的应用前景。其中,亲水性交联水凝胶聚合物网络可吸收大量的水或生物体液,使其具有与组织相似的环境,是一类备受关注的生物医用材料。
理想的合成骨修复材料不仅需要具有良好的细胞粘附、增殖功能,以及一定的骨传导性和诱导性,而且能提供一定的力学强度。羟基磷灰石是骨的主要无机成分,具有优良的生物相容性和生物活性,与骨组织键合能力强,是公认的性能优良的骨修复替代材料,但其脆性大、韧性差、降解性差,在一定程度上限制了其在临床上的应用。因此,亟需寻找一种羟基磷灰石复合材料作为理想的骨修复材料。而羟基磷灰石复合材料主要分为羟基磷灰石与无机非金属材料、金属材料及有机材料的复合物,其中有机材料中的高分子材料因其具有很好的生物相容性及降解性,成为生物材料研究中最活跃的领域。当前,主要研究的羟基磷灰石/高分子复合材料有:聚酯/羟基磷灰石复合材料,参见文献:Kee-Won Lee, Shanfeng Wang, Michael J. Yaszemski etal. Physical properties and cellular responses to crosslinkable poly( propylene fumarate) / hydroxyl-apatite nanocomposites. Biomaterials 2008, 29, 2839-2848,聚酯类虽能有效提高复合材料力学强度,但存在与细胞粘附性差,导致生物排异反应等问题;甲壳素及其衍生物/羟基磷灰石复合材料,参见文献:Tachaboonyakiat W, Serizawa T, Akashi M. Hydroxyapatite formation on/in biodegradable chitosan hydrogels by all alternate soaking process. Polymer Journal 2001, 33, 177-181,甲壳素及其衍生物具有无毒、无刺激、生物相容性好的优良特性,但由于甲壳素是天然高分子,材料的批次来源不同,存在非常大的生化性质差异;胶原及其衍生物/羟基磷灰石复合材料,参见文献:Irina M. Pelin, Stelian S. Maier, Gabrielle C. Chitanu etal. Preparation and characterization of a hydroxyapatite-collagen compositeas component for injectable bone substitute. Materials Science and Engineering C 2009, 29, 2188-2194,但目前所用胶原主要来源于动物,存在病毒隐患及免疫反应。而聚氨基酸是一种由氨基酸通过肽键(-CO-NH-)连接而成的常见聚合物,在体内可降解成氨基酸并为人体所吸收,作为一种可生物降解的大分子多肽,具有良好的韧性,低免疫原性, 无毒副作用,不存在批次差异,同时还具有良好生物相容性,可模拟细胞外基质中蛋白质成分。因此,将聚氨基酸和羟基磷灰石进行复合,制备聚氨基酸/羟基磷灰石复合材料用于骨修复,可以结合二者的共同优点,是一种理想的骨修复材料。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于骨修复的聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶。
本发明的目的之二在于提供该复合水凝胶的制备方法。
本发明旨在通过模拟体液矿化的方法制备一种用于骨修复的聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶。首先,通过改变活化剂、交联剂、质量浓度等条件,制备了聚氨基酸水凝胶,再通过矿化天数及模拟体液浓度等条件的改变,控制聚氨基酸/羟基磷灰石复合水凝胶材料中羟基磷灰石的沉积量。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
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