[发明专利]一种具有亲水性的聚乳酸多孔支架材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有亲水性的聚乳酸多孔支架材料的制备方法，属于高分子材料多孔支架领域。该支架材料原料包括聚乳酸、可生物降解脂肪族聚酯、亲水性高分子，采用熔融共混方法将原料塑化混合均匀后模压成一定形状的型坯，将型坯置于高压釜内，利用物理发泡剂在一定的浸泡温度和浸泡压力条件下浸泡一段时间达到饱和状态，随后降温至发泡温度，并通过快速卸压，冷却定型得到具有亲水性的聚乳酸多孔支架材料。该支架材料具有孔隙率高、孔间高度连通、亲水性好、降解速率可调控，可应用在组织工程支架领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料多孔支架领域，特别是涉及一种聚乳酸多孔支架材料制备方法。

背景技术

三维多孔支架的制备是组织工程学中的关键技术之一，理想多孔支架材料应具备以下特征，（1）良好的生物相容性；（2）生物可降解性和适宜的降解速率；（3）适宜的可塑性和一定的机械强度；（4）良好的表面活性；（5）具有三维立体多孔结构、高孔隙率以及适宜的孔径范围。目前多孔支架的制备方法很多，例如纤维粘结法、溶剂浇铸-粒子沥滤法、相分离-乳化法、超临界气体发泡法、快速成型法等。在现有多孔支架的制备工艺中，超临界流体发泡技术可实现泡孔结构的可控，不使用任何有机溶剂，支架外形可通过模具定型，这些优点促使利用气体发泡技术制备多孔支架成为近年来研究的热点。然而该方法也存在不足之处，孔间的相互连通率不高，降解速率较难调控。

聚乳酸(PLA)具有可完全生物降解性和以可再生资源为原料的植物来源性，是获得美国食品及药物管理局(FDA)批准植入人体的合成可降解高分子材料之一，但是PLA作为组织工程支架材料还有其自身的缺点：亲水性差，细胞吸附力较弱，由于其酯键的主链结构导致其链段为疏水性，影响其对组织细胞的接触和吸附；机械强度不足，耐冲击性能差。单一的聚乳酸支架材料很难满足理想支架材料的所有特性，因此，通过选择合适的复合组分及组分配比，可以研究和开发出利于细胞粘附、增殖和分化的支架材料，同时使材料的力学性能和降解性能与移植部位相适应。聚乙二醇（PEG）也是被美国FDA批准可内服的无毒的聚合物，具有优良的血液相容性和亲水性，如果用PEG来改性PLA材料，可以很好的改善支架材料的疏水性。

专利CN1394654A公开了一种组织工程用聚乳酸多孔支架的制备方法，将聚乳酸溶解于二氧六环或二氧六环/水混合溶剂中，在自制模具中于一定温度条件下粗化后，利用低温冷冻干燥去除溶剂，得到一定微结构的组织工程用三维多孔支架，该方法通过改变粗化条件，可以有效地控制多孔支架的微观结构，使孔径在5-400 μm之间调控，但该方法使用了有机溶剂，且冷冻干燥时间长，工艺复杂。专利CN105670249A公开了一种聚乳酸多孔材料及其制备方法，将聚乳酸与淀粉粒子复合制成片材，经单向或者双向拉伸成孔后，再将淀粉粒子降解掉，形成沿同一方向平行排列的橄榄形多孔形态。该方法采用纯植物来源的天然淀粉颗粒做致孔剂，避免引入有机溶剂，制备过程清洁环保，但该方法淀粉降解周期长，且不适宜成型三维立体多孔结构。专利CN1711977A公开了一种组织工程多孔支架制备方法，将聚乳酸共聚物放在高压CO₂气体中机械饱和，同时加入极性溶剂，在足够的机械饱和时间之后，于1-100 s之内将气压降低至大气压，在聚乳酸共聚物中的CO₂气体的溶解度迅速下降，产生气泡，形成多孔结构。该方法制得的聚乳酸多孔材料工艺简单，孔间高度连通，但依然使用了不利细胞生长的微量有机溶剂。

采用超临界流体快速卸压法制备单一聚乳酸多孔支架材料，一般开孔率不高，亲水性不足，细胞粘附性差，不能满足组织工程支架的要求。发明人通过选择合适的复合组分及组分配比，结合发泡工艺，以期制备出高孔隙率、孔间相互连通同时具有良好亲水性的聚乳酸多孔支架材料。

发明内容

针对采用超临界流体发泡技术制备PLA多孔支架孔间连通率不高以及PLA材料自身疏水性的特性，本发明提供了一种具有亲水性的聚乳酸多孔支架材料制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种具有亲水性的聚乳酸多孔支架材料的制备方法，包括以下步骤：