[发明专利]协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料、制备方法及其应用，该支架材料包括：GelMA/Ode水凝胶、PVP‑PPy导电聚合物、机械性能增强粒子、以及促骨生长元素；其中，按照质量比GelMA/Ode水凝胶：PVP‑PPy导电聚合物：机械性能增强粒子：促骨生长元素＝(11～40)：(0.01～1)：(0.5～2)：(0.5～3)。本发明将GelMA/Ode水凝胶、MMT‑Sr粒子、PVP‑PPy导电聚合物聚合，GelMA/Ode水凝胶能够负载药物，PVP‑PPy导电聚合物具有优良的光热转化性能，该材料能够作为促进骨组织再生支架的制备材料。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体涉及一种协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料、制备方法及其应用。

背景技术

骨肉瘤是最常见的原发性恶性骨肿瘤，是儿童和青少年的常见癌症类型。骨肉瘤是一种起源于间质组织的恶性肿瘤，恶性纺锤状基质细胞可产生类骨样组织。手术可以直接切除肿瘤，但不能避免骨肉瘤引起的复发或骨缺损。联合手术和化学疗法的兴起在一定程度上降低了骨肉瘤患者复发的风险。长期以来，化学疗法一直是骨肉瘤的标准治疗方法。然而，小分子药物的快速代谢，化疗的副作用，如过敏，胃肠道毒性，导致治疗效果较差。此外，骨肉瘤和手术切除可能导致超出骨自我修复的极限，这对重建结构和功能完整性构成了重大挑战。因此，有必要同时满足肿瘤组织切除的实际需要，并提供成骨的微环境。目前，恶性骨肿瘤的临床治疗仍面临挑战。迫切需要开发一种新的协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料，以减少用于骨肉瘤治疗的化疗药物的副作用并同时促进骨组织再生。

发明内容

本发明的目的是为了减少用于骨肉瘤治疗的化疗药物的副作用、促进骨组织再生，提供了一种协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料、制备方法及其应用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料，包括：GelMA/Ode水凝胶、PVP-PPy导电聚合物、机械性能增强粒子、以及促骨生长元素；其中，按照质量比GelMA/Ode水凝胶：PVP-PPy导电聚合物：机械性能增强粒子：促骨生长元素＝(11～40)：(0.01～1)：(0.5～2)：(0.5～3)。

可选的，所述机械性能增强粒子为蒙脱土纳米粒子、锂皂石纳米粒子、埃洛石纳米管、海泡石纳米粒子中的任意一种或几种。

可选的，所述促骨生长元素为锶、硅中的任意一种，或者锶与硅的结合。

可选的，所述导电水凝胶支架材料表面和/或内部负载有用于治疗骨肉瘤的药物。

本发明还提供了上述协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备蒙脱土-锶粒子：将蒙脱土超声分散于蒸馏水中，加入六水氯化锶，得到蒙脱土-锶溶液，搅拌离心后得到蒙脱土-锶粒子；其中，蒙脱土-锶溶液中，蒙脱土的质量浓度为0.5-2.0％，氯化锶的质量浓度为1.0-5.0％；

步骤2，制备PVP-PPy导电聚合物：将PVP溶解于蒸馏水中，低温状态下加入氧化剂、吡咯，将吡咯氧化为聚吡咯，得到PVP-PPy溶液，搅拌离心后得到PVP-PPy导电聚合物；其中，PVP-PPy溶液中，PVP的质量浓度为0.1-2.0％，氧化剂的质量浓度为1.0-10.0％；

步骤3，制备协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架：将蒙脱土-锶粒子、PVP-PPy导电聚合物、GelMA、Ode、以及光引发剂溶解于蒸馏水中，然后紫外光照射，得到协同骨肉瘤治疗和促进骨再生的导电水凝胶支架材料。

可选的，上述步骤2中的低温状态为2-6℃。

可选的，PVP的分子量为300-400kDa。