[发明专利]一种透明质酸寡糖修饰的矿化胶原仿生骨修复材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种透明质酸寡糖修饰的矿化胶原仿生骨修复材料及其制备方法。透明质酸寡糖修饰的矿化胶原仿生骨修复材料，结构如下：胶原‑羟基磷灰石复合材料中的胶原通过C‑N键连接透明质酸寡糖，获得糖基化修饰的矿化胶原复合材料，透明质酸寡糖的分子量为776～5000Da。本发明首次利用希夫碱反应对胶原进行透明质酸寡糖修饰，可获得共价结合的糖基化胶原，并首次提出将糖基化胶原作为矿化模板用于骨支架设计中，除了发挥低分子量HA利于细胞迁移、增殖、分化及促创伤愈合的功能外，为体外构建血管化支架提供了新的材料基础及研究策略。

技术领域

本发明涉及一种透明质酸寡糖修饰的矿化胶原仿生骨修复材料及其制备方法，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

由创伤、肿瘤、感染及病理因素等造成的骨缺损在临床中十分常见，成为困扰人类健康生活的难题之一。骨移植已成为仅次于输血的需求量最大的移植物，而且有逐年增加的趋势。目前，临床应用的骨修复材料包括自体骨、异体骨、异种骨、人工骨等，但都存在一定的问题，不能完全解决临床对骨材料的巨大需求。尽管存在来源有限和二次创伤问题，但自体骨仍是目前临床效果最好的骨植入材料，一直以来作为骨缺损治疗的“金标准”。因此，模仿天然骨的成分和结构，国内外科学家通过体外人工合成的方法，仿生制备了胶原-羟基磷灰石不同形式的复合骨材料，并应用于临床。但随着研究的深入和临床应用跟踪，发现这些材料与自体骨相比存在生物活性不足或骨修复效果不足等缺点，难以取得理想的修复效果。另外，骨是一个高度血管化的组织，而现行组织工程骨的研究多忽略移植物的再血管化，对于大的骨缺损来说，周围组织渗透营养、氧气的范围有限，而植入骨材料的内生血管形成较慢或难以血管化，最终导致移植骨的成骨活性显著降低，甚至出现组织中央细胞坏死的情况。因此，传统骨支架材料存在的生物活性不足及血管化问题等仍是组织工程骨研究的重点。

透明质酸(HA)是天然的细胞外基质，具有良好的生物相容性及理化性能，可影响细胞的增殖、迁移及分化，尤其是其寡糖oHA具有促血管化和创伤修复及免疫调节的生物活性。目前，透明质酸与胶原等蛋白结合用于组织材料构建的研究较多，但多集中于大分子量透明质酸的使用，至少也是5kD以上的寡聚糖。这主要是因为5kD以下的oHA制备困难且价格昂贵，且分子量越低其在材料设计中的难度也会相应加大。

中国专利文献CN105903081A(申请号201510926063.4)公开了一种新型双层蛋白多糖基修复材料的制备方法，其中透明质酸与I型胶原(Col I)主要通过电荷及氢键作用进行结合，后续经冷冻干燥及热交联处理得到三维网状复合材料，该多糖与胶原的复合材料主要应用于软组织的修复。

在组织工程骨中比较重要的一类基础材料是胶原/羟基磷灰石复合材料，其制备工艺和成分也在不断改善，由以往的钙磷盐与胶原的机械混合逐渐发展为无机颗粒在胶原等聚合物基体上的定向排列而实现无机成分与有机成分的有效复合，另外也通过引入其他成分来改善胶原力学性能差的缺陷。中国专利文献CN101590293A(申请号200910149959.0)公开了一种HA(此指羟基磷灰石)/胶原/壳聚糖互穿聚合物网络支架的制备方法，该法将PVP为模板制得的羟基磷灰石溶胶分散在胶原和壳聚糖共混液中，经两步交联后通过减压、除气等后处理得到复合支架，虽然该支架中无机颗粒在胶原/壳聚糖基体中分散良好，但整体来看操作过程较多，而且天然骨是以胶原为模板通过非胶原蛋白的调控或胶原与矿物相的相互作用实现钙磷盐的成核矿化，并以胶原的自组装过程为基础形成的分级结构，骨的这种由微观到宏观逐级形成的多级有序结构对骨的性能及功能十分重要，而该文献中只是将单独制备的羟基磷灰石交联结合在聚合物基体上，并未实现骨的微结构仿生。

发明内容

针对当前临床骨移植的巨大需求及现有骨修复材料仍存在的缺陷，本发明克服现有技术的不足，提供一种透明质酸寡糖修饰的矿化胶原仿生骨修复材料及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种透明质酸寡糖修饰的矿化胶原仿生骨修复材料，结构如下：