[发明专利]一种具有微纳结构的组织工程支架材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有微纳结构的组织工程支架材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将高分子聚合物样品通过成型技术进行成型，然后置于高压容器内；所述高分子聚合物样品为可降解合成高分子材料，其半结晶时间为10‑100 min；(2)使用超临界流体置换所述高压容器内气体；(3)对高压容器进行加热和增压，使高分子聚合物样品在高温高压的超临界流体氛围中发生饱和；(4)快速泄压；所述快速泄压至少包括如下2步：先进行快速泄压，然后进行慢速泄压。本发明通过物理发泡剂超临界流体发泡完成多孔泡沫和泡孔表面结构的同步制备，同时在三维立体结构上构筑了不同的表面结构。

技术领域

本发明涉及一种具有微纳结构的组织工程支架材料及其制备方法。

背景技术

现有技术中，组织工程支架材料是指能与组织活体细胞结合并能植入生物体的不同组织，并根据具体替代组织具备的功能的材料。为了使种子细胞增殖和分化，需要提供一个由生物材料所构成的细胞支架，支架材料相当于人工细胞外基质。组织工程支架材料包括：骨、软骨、血管、神经、皮肤和人工器官，如肝、脾、肾、膀胱等的组织支架材料。

目前，组织工程支架材料按照来源进行分类为： (1) 天然可降解高分子材料，天然生物可降解高分子材料是指由动植物组织中提取的高分子可降解材料，如胶原（collagen），其本身就是天然骨的组织成分；壳聚糖（chitosan），是甲壳素的衍生物；还有明胶（gelatin）、琼脂、葡聚糖、透明质酸。这类材料的特点是降解产物易被机体吸收，但强度和加工性能较差，降解速度无法调节。(2) 天然可降解无机材料，例如珊瑚是天然动物的骨骼，其中99%是磷酸钙；再如，珊瑚羟基磷灰石（CHA）。它们都具有天然珊瑚的多孔结构，有较好的孔隙率，能和靶细胞很好的黏附，而不影响增殖、分化、成骨，是很好的骨组织工程材料。(3) 可降解合成高分子材料，常用的可降解合成高分子材料有聚乳酸[poly（lacticacid），PLA]、聚乙醇酸[poly(glycolic acid)，PGA]、聚己内酯(polycaprolactam，PCL)、聚醚、聚碳酸酯等。这类材料的降解产物可在体内代谢排除，对机体无害，可塑性较好。其中PLA和PGA在组织工程中应用最广泛。(4) 合成可降解无机材料，常用的主要有磷酸钙水泥(calcium phosphate cement，CPC)，羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)，磷酸三钙(tricalcium phosphate， TCP)，生物活性陶瓷如生物活性玻璃陶瓷( biologicalactivity ceramic glass，BCG)，细胞外基质陶瓷类材料等。(5) 复合材料：通过结合不同材料的特点，结合相互的优势来实现某些特定的功能。如聚乳酸-羟基磷灰石。其中，第3种材料，即可降解合成高分子材料取得了较好的发展。目前，可降解合成高分子材料的制备方法主要是采用熔融纺丝或电纺丝的方式。然而，这种纺丝方式存在如下问题：（1）制备的纤维支架不具备抗压缩性能；（2）熔融纺丝过程中螺杆剪切可能引起材料降解，进而降低成品的机械性能；（3对于粘弹性较低的聚合物，如聚乙交酯等无法制备无机填料改性的纺丝；（4）电纺丝使用有机溶剂制备聚合物溶液，可能会影响细胞活性。

因此，开发新的组织工程支架材料的制备方法，以得到结构可控的组织工程支架材料，显然具有积极的现实意义。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于组织工程支架材料的可降解合成高分子材料的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种具有微纳结构的组织工程支架材料的制备方法，包括如下步骤：

(1) 将高分子聚合物样品通过成型技术进行成型，然后置于高压容器内；

所述高分子聚合物样品为可降解合成高分子材料，其半结晶时间为10-100 min；

(2) 使用超临界流体置换所述高压容器内气体；