[发明专利]一种具有介孔生物玻璃涂层的三维多孔支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有介孔生物玻璃涂层的三维多孔支架及其制备方法，属于组织工程用支架材料与介孔材料领域。

背景技术

在当前医药领域，组织再生技术作为新一代的医疗技术，引起了各学科科学家们的广泛兴趣和研究。组织再生治疗技术主要依托于由生物可降解材料制备的多孔支架，将细胞种植到支架上以后进行体外培养扩增，最终生成的组织或器官植入到体内病损部位，以达到无损伤修复创伤和重建功能的目的(M.J.Mondrnos，Biomaterials，2006(27)：4399-4408)。

三维多孔支架在组织重建的过程中，为细胞提供生长繁衍的空间，提供获取营养、气体交换、排出废物的环境，因此支架材料除了必须具有可降解性，生物相容性，还同时要有合适的空隙和三维结构，要有促进细胞粘附生长的表面性质。

目前人工合成支架材料的研究集中于聚合物和生物陶瓷两类。其中聚合物柔韧性好，可塑性较强，但一般纯的人工合成可降解聚合物难以在体内与骨组织直接键和；且亲水性较差，不利于细胞粘附；降解较慢，且降解产物为酸性物质；力学轻度也较弱(V.V.Seregin，Biomaterials，2006(27)：4745-4754)。为克服以上缺点，主要采取将聚合物与生物陶瓷材料复合的方法(Y.F.Zhou，JBiomed Mater Res，2006(77A)：183-193)。介孔生物玻璃由于比表面积大，其生物活性较传统的生物陶瓷有很大的提高。因而介孔材料的复合很有研究价值。

介孔材料用于药物传输已经有较为深入的研究报道。可控的孔道结构和比表面积可以实现对药物的缓释效果。而支架在植入体内的过程中常常会引发感染及炎症，因此引入介孔材料到支架上，可以达到双重的治疗作用：组织再建和抗炎杀菌，使组织修复的治疗方法更全面更安全(M.Vallet-Regi，Chem.Eur.J.2006，(12)：5934-5943)。

发明内容

本发明的目的是提出一种新型的具有介孔生物玻璃涂层的聚合物支架及其制备方法。通过介孔生物玻璃涂层引入到三维聚合物支架的大孔表面，有效增加支架的亲水性能，改善支架的细胞亲和性及力学性能，并且同时具备有效担载与传输抗炎类药物的功能，实现支架与药物载体的双效作用。

制备本发明的具有介孔生物玻璃涂层的聚合物支架的方法包括以下步骤：

(1)三维多孔聚合物支架基体的制备：

(a)将聚合物溶解于相应的有机溶剂，制成质量分数为1-10％的聚合物溶液。所述的有机溶剂可以是二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲亚砜、1，4-二氧六环。所述的聚合物具有生物可降解性，可以是聚乳酸(PLLA)、乙醇酸和丙醇酸的共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)和聚丙醇酸(PGA)，其中优选PLLA；

(b)将(a)中所述的聚合物溶液倾倒到聚四氟乙烯模具中，在-20℃～-196℃环境中冷冻成型；

(c)将聚四氟乙烯模具浸没到-20℃～-196℃的质量分数为30％～80％的乙醇水溶液中，萃取；

(d)取出聚四氟乙烯模具，在通风橱中室温下干燥24小时，再于室温下真空干燥8～24小时，即制得具有三维多孔网络结构的聚合物支架基体。

(2)生物活性介孔玻璃涂层的制备：

(e)将0.5～2mmol嵌段共聚物非离子表面活性剂完全溶解到盐酸中，然后加入无水乙醇。采用的嵌段共聚物非离子表面活性剂可以是P123、P105、P104、P103、P85、P84、P75、P65、P38、F127、F108、F98、F88、F87、F77、F68、F38、L122、L121、L101、L92、L81、L72、L65、L64、L63、L62、L61、L44、L43、L42、L35、L31和FC-4，其中优选P123和F127；

(f)向(e)所述体系中依次加入无机硅(TEOS、TMOS、Na₂SiO₃等)钙源(Ca(NO₃)₂·4H₂O、CaCl₂、泛酸钙等)和磷源(TEP、DEP等)，在室温下搅拌1天，即得介孔生物玻璃的前驱体溶胶；

(g)将(d)中所述的聚合物支架基体浸没到(f)中所述的介孔生物玻璃的前驱体溶胶中，静置3～10min后，然后在室温下通风橱中干燥6～12h。重复上述过程3～10次，然后真空干燥24～48小时；