[发明专利]一种微球堆积型形状记忆多孔支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料及功能高分子材料，尤其涉及一种微球堆积型载药形状记忆多孔支架的制备方法，而且将形状记忆功能与组织工程与药物控释功能结合到一起，主要用于微创植入手术，促进骨组织生长的生物材料领域。

背景技术

形状记忆聚合物(SMPs)是一类新型功能高分子材料。SMPs能够在适当的刺激条件(如温度、光、电磁或溶剂等)下，响应环境变化，而相应发生形状转变的聚合物。形状记忆聚氨酯一般由软段和硬段组成，软段主要是由聚酯多元醇或聚醚多元醇组成，硬段通常包括二异氰酸酯和扩链剂部分。因此通过调节形状记忆聚氨酯软硬段的比例可以调节材料的转变温度，使得材料的转变温度在人体体温37℃附近。同时形状记忆聚氨酯还具有较好的机械性能、良好的血液相容性，使得形状记忆聚氨酯材料在生物医学领域具有广泛的应用前景。现在已经应用在导尿管、骨折固定、药物释放、矫形外科等方面。

组织工程是一个涉及生物学、化学、医学、材料学等多学科多领域的交叉研究课题。在组织工程中，支架材料的选择和支架的构建是其中的关键环节。良好的支架材料需要具有一定的稳定性，例如长方体、立方体、圆柱体等，以便于植入体内后形成一个较固定的新生组织生长空间，但临床上很多缺损为非规则性缺损，形状固定的材料很难完整的修复缺损空间。基于上述原因，可降解的SMPs以其灵活的可变型性，可适应不同形状的缺损的同时达到微创手术的目的。

理想的组织工程支架材料应具备以下条件：①良好的组织相容性和良好的表面活性，有利于细胞的黏附，并为细胞在其表面生长、增殖和基质分泌提供良好的微环境。②具有可塑性，可被加工成所需的形状，并有一定的机械强度，在植入体内后的一定时间内仍可保持其形状，使新形成的组织具有一定的外形。③具有三维立体结构，材料必须是高度多孔的，类似泡沫状，孔隙率达到80％以上，具有较大的内表面积，一方面有利于细胞的植入黏附，另一方面有利于细胞营养成分的渗入和细胞代谢产物的排出。④具有生物可降解性，在组织形成过程中能逐渐分解，不影响新生组织的结构和功能。所以，基于上述要求的可降解的具有形状记忆功能的多孔支架，以其良好的组织相容性、易加工塑型性、高度的贯通性和生物降解性能，在骨组织修复及填充方面将有极大的应用前景。

到目前为止，有很多多孔聚合物的制备方法。可以制得不同孔径大小，孔径形态，孔径分布，以及排列有序的多孔聚合物，其中主要由多孔聚合物的结构特征和组成的材料性质决定其应用。目前制制备多孔支架的方法主要有粒子沥滤法、致孔剂法、静电纺丝法、发泡法、超临界法、乳化模板法、热诱导的相分离法、高内在相乳液法等，但也存在其自身的局限性，如粒子沥滤法只能得到有限三维尺寸的多孔结构、不利于细胞迁移；致孔剂法容易残留致孔剂，易于形成细胞毒性；静电纺丝法机械性能差，微孔结构难以控制；发泡法制备的支架孔洞过小或孔洞不连通不利于细胞粘附及生长；高内在相乳液法因后期除杂过程不易，难于得到高纯度的多孔材料，易形成细胞毒性等，上述方法可控性较低，很难满足多孔支架对孔径大小、孔隙率、生物相容性的要求。

目前，中国专利申请201210121194.1公布了微球堆积型多孔支架的制备方法，但是未涉及材料的功能化，即材料不具有形状记忆功能。根据前面的分析，为了适应不同形状的组织缺损，以及达到微创手术的目的，本发明根据人体的生理环境特征选用了转变温度在人体体温37℃左右的形状记忆高分子材料。中国专利申请号201210275835.9公布了制备具有形状记忆功能的多孔支架的方法，但是此方法采用蔗糖作为致孔剂，容易导致支架本身孔结构不均匀以及载药效率不高的问题。本方法制备的多孔支架由微球堆积而成，可以实现药物携载和多孔结构的同步形成，而且无需牺牲材料，保证了支架的生物相容性能。值得一提的是，在该支架中微球颗粒均匀分布，在植入后能够稳定的高效的释放药物，以达到促进病变组织自修复的目的。用该方法制得的多孔支架具有良好的形状记忆性、生物相容性和生物降解性能，还具有药物缓释功能，在组织工程方面将有极大的应用前景。经试验证明本发明所提供的制备方法具有孔径可控且大小均一，无需致孔牺牲材料，原料低廉易得等优点。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一种微球堆积型多孔支架的制备方法，目标产品用于替代及修复非承重部位的骨组织如上颌窦等。并使其具有支架孔径大小可控、孔隙率、生物相容性良好的优点。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。