[发明专利]用于心脏修复的生物降解性的水凝胶支架材料的制备方法

说明书

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种用于心脏修复的生物降解性的水凝胶支架材料的制备方法。以解决传统的异体移植方法治疗心脏病引起的免疫排斥以及供体器官严重不足等问题。本发明技术方案采用的制备方法的步骤为：1）PVL‑PEG‑PVL的制备；2）改性；3）制备水凝胶支架材料。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种用于心脏修复的生物降解性的水凝胶支架材料的制备方法。

背景技术

心脏病在临床医学中具有很高的发病率和死亡率，占全球死亡率的12％。因而严重的威胁着当今世界人类的生存健康，并对人们的生命造成了严重的影响。早些年多采用心室辅助设备的方法和异体心脏移植的方法来治疗受损的心脏区域，但是采用心室辅助设备的方法存在尺寸较大、结构与控制复杂、设备故障率高等问题。异体心脏移植的方法虽然可以有效的治疗中晚期的患者，但该方法也存在着潜在的免疫排斥和供体器官不足等问题。心脏组织工程学的兴起为解决上述的问题提供了新的思路。

心脏组织工程是近几年来发展起来的一个新的研究领域, 组织工程是一门结合了分子生物学、细胞生物学、材料学、分子力学的新型交叉学科，应用了工程学和生命科学的原理开发能够生长修复或改善受损组织和器官功能的生物材料。其主要包括种子细胞、生物支架材料及组织构建等三方面的内容。其中支架材料是种子细胞生长、增殖所依靠的粘附支持的物质,因此支架材料必须有一定的生物相容性、可降解性、细胞粘附性以及与生长因子之间很好的结合性。这样细胞就会粘附在支架材料上分化生长形成新的组织区域来代替原来的受损区域。所以支架材料的特征对能否最终形成工程化的组织起着至关重要的影响。开发用于心脏组织工程的多功能（组织发生能力和降解性能）支架材料是当前组织工程领域发展中最关键的课题之一。

医用植入水凝胶材料有可靠的生物安全性以及很好的生物相容性，其较高的含水量与人体细胞基质环境极为相似,而且生长因子等小分子可自由出入凝胶内部的“空洞”。高额液体含量使其适合于细胞播种和封装。此外，由于其生物相容性和优异的扩散性能，它们也被强烈推荐用于组织植入和其他生物医学应用。并且由于其还能够支持细胞的粘附和生长，因而水凝胶被广泛地用于心脏组织工程。近年来以PEG为原料来制备聚酯类的医用植入水凝胶材料大多是通过加入交联剂等物质来制备，这样就会给凝胶体系中引入对生物体有害的交联剂使得细胞发生病变。并且其固化形成凝胶条件无法在室温下进行。如Hilborn,D.A.O.a.等（macromolecules,2006,39(5)）利用点击反应制备了水凝胶，但是其在制备过程中引入了金属催化剂和引发剂，这些物质会对人体健康造成危害，同时在凝胶化过程中会产生一些不可避免的副产物，使得凝胶强度大大下降。Yu，L等人（Polymerchemistry,2007,45(60)）通过原位注射成型制备了基于PEG的三嵌段共聚物的温敏性水凝胶，其靠。但是这种水凝胶主要是依靠分子链之间物理作用（如，氢键）交联形成，因此其交联度和强度远远不够。

此外由于紫外光引发聚合具有节能、无污染、可以避免交联试剂的使用、操作方便等优点，因此常被用来制备医用水凝胶材料。但是目前利用光固化制备的水凝胶固化时间较长，且由于光穿透能力的局限性而无法制备体积较大且交联均匀的凝胶，同时凝胶的固化收缩率过大往往会使得凝胶材料变形。这样在植入人体后水凝胶材料就不会随细胞的生长以均匀的速度降解。如Sawhney等（macromolecules,1993,26,58）通过紫外光引发制备了基于PEG的水凝胶，但是在固化过程中光在凝胶内部竖直方向强度逐渐减弱，因此无法制备体积较大、交联均匀、形状复杂的水凝胶材料。

发明内容

本发明提供一种用于心脏修复的生物降解性的水凝胶支架的制备方法，以解决传统的异体移植方法治疗心脏病引起的免疫排斥以及供体器官严重不足等问题。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种用于心脏修复的生物降解性的水凝胶支架材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法的步骤为：

1）PVL-PEG-PVL的制备