專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可注射型骨修復(fù)材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物活性材料領(lǐng)域，尤其是指一種可注射型骨修復(fù)材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展使可注射骨修復(fù)材料成為了生物材料領(lǐng)域的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。 可注射骨修復(fù)材料可隨意塑性；能原位固化成型，填充各種復(fù)雜的形狀的骨缺損；縮短外 科手術(shù)時(shí)間；創(chuàng)傷小，成本低等優(yōu)點(diǎn)。另外，可注射材料也可載入細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和基因等。 在可注射型的修復(fù)材料中，水凝膠因具備類(lèi)細(xì)胞外基質(zhì)的仿生結(jié)構(gòu)、良好的生物相容性而 得到廣泛研究和應(yīng)用。海藻酸就是制備可注射修復(fù)材料的一類(lèi)天然高分子。海藻酸的化 學(xué)組成為1，4-糖苷鍵連接的β-D-甘露糖醛酸(i3-l，4-D-mannoSyluronic acid, Μ)和 α-L-古羅糖醛酸(a-l，4-L-gul0Sylur0niC acid, G)結(jié)合的線(xiàn)性鏈狀陰離子聚合物，能 溶于水，與Ca2+交聯(lián)可形成海藻酸鈣凝膠。由于海藻酸鈣良好的生物相容性、低毒、來(lái)源 廣，成本低等優(yōu)點(diǎn)，使之在醫(yī)用輔料(wound dressing)、藥物傳遞(drug delivery)、細(xì)胞微 囊(cell encapsulation)、組織工禾呈(tissue engineering)禾口再生醫(yī)學(xué)(regeneration medicine)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用。但是海藻酸鈣凝膠也存在一些問(wèn)題一是 常用鈣鹽(如氯化鈣、硫酸鈣)直接與海藻酸交聯(lián)固化速度過(guò)快，難于獲得均勻穩(wěn)定的水凝 膠；二是由于海藻酸鈣在體內(nèi)與體液的鹽離子發(fā)生交換，凝膠降解的速度難于控制；三是 人體沒(méi)有可降解海藻酸生物大分子的酶，因此在體內(nèi)的降解速度緩慢。但是低分子量的海 藻酸能通過(guò)細(xì)胞的作用排除體外、因此通過(guò)降低分子量或?qū)Ｔ逅岬母男阅苷{(diào)節(jié)和控制海 藻酸的降解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種骨修復(fù)材料及其制備方法，解決現(xiàn)有技 術(shù)骨修復(fù)材料的固化速度快、穩(wěn)定性差以及生物降解慢等問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種可注射型骨修復(fù)材料，主要 由聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸溶液組成。所述聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為下式(I)
權(quán)利要求
一種可注射型骨修復(fù)材料，主要由聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸溶液組成。
2.如權(quán)利要求1所述的可注射型骨修復(fù)材料，其特征在于所述聚異丙基丙烯酰胺接 枝的氨基化海藻酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為下式(I)
3.如權(quán)利要求1所述的可注射型骨修復(fù)材料，其特征在于進(jìn)一步包括由選自羥基磷 灰石、β -磷酸三鈣、細(xì)胞、骨生長(zhǎng)因子的一種或多種成分復(fù)合而成。
4.如權(quán)利要求3所述的可注射型骨修復(fù)材料，其特征在于所述氨基化海藻酸溶液的 重量，與選自羥基磷灰石、β “磷酸三鈣、細(xì)胞、骨生長(zhǎng)因子的一種或多種形成的復(fù)合成分的 重量，他們之間的重量比為1 (0.1-2)。
5.如權(quán)利要求4所述的可注射型骨修復(fù)材料，其特征在于所述細(xì)胞選自骨髓間充質(zhì) 干細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、成骨細(xì)胞中的一種或幾種；骨生長(zhǎng)因子選自重組骨形態(tài) 發(fā)生蛋白_2或重組骨形態(tài)發(fā)生蛋白_7中的一種或兩種。
6.如權(quán)利要求5所述的可注射型骨修復(fù)材料，其特征在于所述聚異丙基丙烯酰胺接 枝的氨基化海藻酸溶液是聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸溶解于磷酸緩沖溶液形 成的，其質(zhì)量/體積百分比濃度為3-10 % ；羥基磷灰石或β -磷酸三鈣在磷酸緩沖溶液中的 質(zhì)量/體積百分比濃度為1-20% ；細(xì)胞在磷酸緩沖溶液中的濃度為1000-1000000個(gè)/ml ； 生長(zhǎng)因子在磷酸緩沖溶液中的濃度為10-30yg/ml。
7.如權(quán)利要求6所述的可注射型骨修復(fù)材料，其特征在于所述聚異丙基丙烯酰胺接 枝的氨基化海藻酸磷酸緩沖溶液質(zhì)量/體積百分比濃度為5%。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的可注射型骨修復(fù)材料，其制備方法包括以下步驟制備聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸；將聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸溶于磷酸緩沖溶液；向制得的磷酸緩沖溶液中加入選自羥基磷灰石、β-磷酸三鈣、細(xì)胞、骨生長(zhǎng)因子的一 種或多種成分，攪拌均勻；最后裝入注射器中備用。
9.如權(quán)利要求8所述可注射型骨修復(fù)材料的制備方法，其特征在于所述制備聚異丙 基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸，進(jìn)一步包括1)采用 射線(xiàn)輻照海藻酸鈉，獲得平均分子量在6000-20000的海藻酸鈉；2)采用純水和鹽酸配制的鹽酸溶液；3)將步驟1制備的海藻酸鈉溶于步驟2制備的鹽酸溶液中，完全溶解后加入一定量的 己二酸二酰胼ADH ；4)將一定質(zhì)量的乙基二甲基胺丙基碳化二亞胺EDC和1-羥基苯并三唑HOBt溶于二甲 基亞砜DMSO/水溶液中，將該溶液加入到步驟3的混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)一定時(shí)間；5)將步驟4的反應(yīng)液透析并沉淀制得分子量在6000以上的中間物溶液；6)將步驟5的沉淀產(chǎn)物經(jīng)冷凍、干燥從而獲得的氨化海藻酸AAlg溶于純水，制備AAlg 溶液；7)將PNIPAAm-COOH溶于純水并加入步驟6獲得的AAlg溶液進(jìn)行接枝反應(yīng)一定時(shí)間， 透析出的聚合物即為異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸。
10.如權(quán)利要求9所述可注射型骨修復(fù)材料的制備方法，其特征在于所述制備聚異丙 基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸具體包括1)采用Y射線(xiàn)輻照海藻酸鈉，獲得平均分子量在6000-8000的海藻酸鈉；2)采用純水和鹽酸配制的pH為4-4.5的鹽酸溶液；3)將步驟1制備的海藻酸鈉溶于步驟2制備的鹽酸溶液中，完全溶解后加入一定量的 己二酸二酰胼ADH，ADH與海藻酸糖單元比值范圍為1 1-1 5;4)將一定質(zhì)量的乙基二甲基胺丙基碳化二亞胺EDC和1-羥基苯并三唑HOBt溶于二甲 基亞砜(DMSO)/水溶液中，制備出EDC和HOBt的濃度分別為5-10mmol/ml，其中DMSO和水 的比例為1 1，將該溶液加入到步驟3的混合液中，室溫下攪拌反應(yīng)14-28小時(shí)；5)將步驟4的反應(yīng)液在純水中透析分子量在6000以上的中間物溶液，加入一定的 NaCl，然后加入無(wú)水乙醇，沉淀出產(chǎn)物；6)將步驟5的沉淀產(chǎn)物重新溶于水再透析并沉淀的產(chǎn)物，經(jīng)冷凍、干燥，得到氨化的海 藻酸AAlg ；將AAlg溶于純水，制備AAlg質(zhì)量比純水體積百分比濃度為0. 1-0. 5%的AAlg 溶液；7)將PNIPAAm-COOH溶于純水，并加入EDC，低溫下保存一定時(shí)間，PNIPAAm-COOH質(zhì)量 與純水體積百分比濃度范圍為0. 5-2% ,PNIPAAm-COOH和EDC的比例為5 1 ；然后加入步 驟6獲得的AAlg溶液反應(yīng)一定時(shí)間，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)透析除去分子量小于為20000的各種雜質(zhì) 以及未反應(yīng)的AAlg和PNIPAAm-COOH，從而獲得異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可注射型骨修復(fù)材料及其制備方法。該可注射型骨修復(fù)材料主要由聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸溶液組成。該方法包括首先制備聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸；將聚異丙基丙烯酰胺接枝的氨基化海藻酸溶于磷酸緩沖溶液；向制得的磷酸緩沖溶液中加入選自羥基磷灰石、β-磷酸三鈣、細(xì)胞、骨生長(zhǎng)因子的一種或多種成分，攪拌均勻；最后裝入注射器中備用。本發(fā)明的可注射型骨修復(fù)材料，具有體溫敏感性、可塑性性好、可降解、能促進(jìn)骨缺損的再生、穩(wěn)定性好、安全性高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61L27/20GK101934090SQ20101026335
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者佘振定, 劉偉強(qiáng), 廖振華, 張文強(qiáng), 李麗花, 李小麗, 王明波, 王臻, 譚榮偉, 黃偉 申請(qǐng)人:深圳清華大學(xué)研究院