[发明专利]一种MGF‑Ct24E功能化聚乳酸仿生骨基质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种骨组织工程支架材料及其制备方法，特别是一种MGF-Ct24E功能化聚乳酸仿生骨基质材料及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(polylactic acid,PLA)具有良好的生物相容性、生物可降解性且其降解产物可参加体内三羧酸循环等优点，广泛用于手术缝合线、骨固定器、药物投递系统以及组织工程支架材料等方面。然而，聚乳酸疏水性较强、降解过程中的酸性累积易引起肿胀和炎症反应，缺少进一步和生物活性因子反应的活性基团和细胞特异性识别的信号、机械性能较差等缺点，限制其在骨组织工程领域的发展。

羟基磷灰石是人体骨骼的主要成分，引入羟基磷灰石修饰PLA，可增强聚合物的机械强度和生物活性。以马来酸酐改性的PLA作为骨组织工程支架材料具有良好的细胞相容性、生物降解性和可塑性，但是仍缺少成骨细胞特异性识别的信号位点，不具备骨诱导性。

力生长因子E结构域24肽（Tyr-Gln-Pro-Pro-Ser-Thr-Asn-Lys-Asn-Thr-Lys-Ser-Gln-Arg-Arg-Lys-Gly-Ser-Thr-Phe-Glu-Glu-His-Lys,MGF-Ct24E）能促进骨骼肌细胞的增殖和分化，从而促进骨损伤修复。

发明内容

本发明的目的是公开一种具有良好的生物可降解性、生物相容性、机械强度和骨诱导活性的新型聚乳酸仿生骨基质材料。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种MGF-Ct24E功能化聚乳酸仿生骨基质材料，其结构式为：

值得说明的是，上述MGF-Ct24E功能化聚乳酸仿生骨基质材料是以羟基磷灰石（Hydroxyapatite,HAP）、聚L-乳酸（P oly L-la ctic acid,PLA）、马来酸酐（Maleic anhydride,MA）和力生长因子（Mechno-growth factor Ct24E,MGF-Ct24E）为原料。以HAP表面羟基为引发基团，通过开环聚合法将丙交酯（Lactide,LA）以共价化学键的方式接枝到HAP表面，获得纳米级骨架材料PLA-HAP。再引入具有良好细胞相容性MA，获得具有活性基团MPLA-g-HAP。最后引入具有良好骨诱导性的MGF-Ct24E，获得MGF-Ct24E-MPLA-g-HAP仿生骨基质材料。该材料通过引入HAP、MA和MGF-Ct24对聚乳酸的性能进行优化，具有良好的生物可降解性、生物相容性、机械强度和骨诱导活性。

本专利的另一个目的是公开一种制备上述MGF-Ct24E功能化聚乳酸仿生骨基质材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）获取干燥的丙交酯备用；同时，将辛酸亚锡溶于有机溶剂中，配成浓度为0.01%的辛酸亚锡溶液；

2）将丙交酯和羟基磷灰石按9:1的质量比加入反应器中，再向所述反应器中加入所述辛酸亚锡溶液；

3）将所述反应器内的物质均匀混合后，再将所述反应器抽真空；

4）将所述反应器置于140℃油浴中，反应8～24h后，将反应器内的物质纯化，得到PLA-g-HAP；

5）将步骤4）所得PLA-g-HAP溶于有机溶剂中，再加入马来酸酐和过氧化二苯甲酰，充分搅拌，于室温下真空干燥至恒重，得到混合物；

6）在氮气的保护下，将步骤5）所得的混合物加热至熔融状态，搅拌不低于6h，产物经过纯化后，得到MPLA-g-HAP；

7）将步骤6）所得MPLA-g-HAP溶解于二甲基亚砜溶液中，搅拌均匀，获得MPLA-g-HAP溶液；

8）配制浓度为20mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液和浓度为10mg/mL的N-羟基硫代琥珀酰亚胺溶液；将上述两种溶液加入到步骤7）所获得的MPLA-g-HAP溶液中，搅拌不低于2h，获得反应混合物；

9）将力生长因子MGF-Ct24E加入步骤8）所获得的反应混合物中，继续搅拌不低于2h，得到的产物经过洗涤、纯化后，获得产品MGF-Ct24E-MPLA-g-HAP。

上述方法中，MGF-Ct24E功能化聚乳酸仿生骨基质材料是以羟基磷灰石（HAP）表面羟基为引发基团，通过开环聚合法将丙交酯以共价化学键的方式接枝到HAP表面，得到PLA-g-HAP。再引入具有良好细胞相容性的马来酸酐和具有良好骨诱导性的力生长因子（MGF-Ct24E）。本该方法的关键在于以共价键的方式将聚合物接枝到骨组织中含量较多的无机物成分HAP的表面。关键更在于引入力生长因子（MGF-Ct24E）可促进骨组织修复。