[发明专利]具有促进干细胞分化的支架材料及其制备方法和用途

说明书

一种支架材料，包括碳基纳米材料，天然高分子和一维无机纳米材料，碳基纳米材料与天然高分子之间经由酰胺键互交联，天然高分子之间经由酰胺键自交联，一维无机纳米材料吸附于天然高分子。本发明提供的支架材料，不仅可以通过纳米材料的化学活性诱导干细胞的分化(如：骨向分化)，而且能够通过支架材料表面微纳结构调控干细胞的分化(如：骨向分化)，并且在体内具有促进缺损组织(如：骨组织)再生修复功能。

技术领域

本发明涉及一种支架材料，尤其涉及一种由若干种材料交联而成的支架材料，具有促进干细胞分化的作用，以及制取的方法和用途。

背景技术

外伤骨折、炎症、肿瘤和先天异常等均会造成骨缺损，将人工支架材料植入骨缺损处是国际公认的骨缺损修复方法。目前在研的生物支架普遍存在生物惰性问题，主要表现为缺乏骨诱导活性，不能有效诱导自体骨再生，尤其对于眼眶骨这类骨壁菲薄，骨髓腔少，局部血供差，骨再生能力弱的骨组织，缺损骨的自我修复更加困难。为了提高支架材料的骨诱导活性，有大量研究利用干细胞基因调控(Int.J.Mol.Med.，2010，26，517～525)和生长因子诱导等方法(PNAS，2014，111，12847～12852；Biomacromolecules，2014，15，1019～1030)提高支架材料修复骨缺损的能力，但是却面临生物安全性、生长因子活性和经济成本等新的问题。因此，从根本上提高支架材料的生物活性是发展组织工程支架材料的关键。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种支架材料，具有良好生物活性，不仅可以通过纳米材料的化学活性诱导干细胞的分化，而且能够通过支架材料表面微纳结构调控干细胞的分化。

本发明的另一个目的在于提供一种支架材料，不仅可以通过纳米材料的化学活性诱导干细胞的骨向分化，而且能够通过支架材料表面微纳结构调控干细胞骨向分化。

本发明的再一个目的在于提供一种制取支架材料的方法，通过化学交联反应制备具有良好促进组织再生功能的纳米复合生物活性支架。

本发明的又一个目的在于提供一种制取支架材料的方法，通过化学交联反应制备具有良好促进骨再生功能的纳米复合生物活性支架。

本发明的又一个目的在于提供一种支架材料在组织修复中的应用。

本发明的又一个目的在于提供一种支架材料，在骨缺损修复中的应用。

一种支架材料，其内部为多孔结构，孔隙率为90％以上，空隙外径为200±10μm。

另一种支架材料，其表面的羟基含量为40mol％～50mol％。使用boehm滴定法可对支架材料表面的官能团进行定量分析

另一种支架材料，其表面的羧基含量为40mol％～50mol％。使用boehm滴定法可对支架材料表面的官能团进行定量分析。

另一种支架材料，其表面具有羧基和羟基等基团，还具有纳米级的凸起结构，凸起高度为1nm～100nm。

另一种支架材料，包括碳基纳米材料，天然高分子和一维无机纳米材料，碳基纳米材料与天然高分子之间经由酰胺键互交联，天然高分子之间经由酰胺键自交联，一维无机纳米材料吸附于天然高分子。

另一种支架材料，按重量份，包括0.1～1碳基纳米材料、1～5天然高分子和1～5一维无机纳米材料。

碳基纳米材料如：但不仅限于氧化石墨烯，石墨烯量子点和碳纳米管等。

天然高分子材料如：但不仅限于胶原蛋白，水溶性壳聚糖和丝素蛋白等。

一维无机纳米材料如：但不仅限于纳米羟基磷灰石纳米粒子(nHA)、纳米二氧化硅纳米粒子(nSiO₂)等，粒径为1nm～100nm。

一种制取支架材料的方法，包括如下步骤：