[发明专利]一种透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于软骨缺损修复的一种透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料及其制备方法，属于生物医学材料领域。

背景技术

关节软骨主要包括蛋白多糖，胶原，其他蛋白类如连接蛋白，透明质酸等，且其再生和自我修复能力差。目前临床常用的关节软骨损伤修复方法有微骨折、软骨下钻孔、自体骨软骨移植和同种异体骨软骨移植等。自体骨软骨移植（镶嵌成形术），安全，有效，是临床最常用的治疗方法，但此方法会给患者带来新的局部病损并且其来源有限，无法用于修复直径超过2cm的软骨缺损，大大限制了其应用。同种异体骨软骨移植来源广泛，但是存在病原传播和排异反应的可能。微骨折经常用于修复损伤的关节软骨，此技术通过骨髓刺激形成纤维样软骨组织，但存在生物力学特性差，短期出现退变的问题。软骨组织工程学的出现和发展为治疗关节软骨疾病和缺损开辟了一种新的途径，在关节软骨治疗方面显示出巨大的潜力。

软骨组织工程学的基本原理是：将体外培养的软骨细胞或骨髓间充质干细胞吸附于生物相容性好、可被机体降解吸收的支架材料上，此支架材料为干细胞提供生存空间，使细胞获得足够的营养物质，进行气体交换，并使细胞按预制形态的三维支架生长，然后将形成的细胞-生物复合材料植入软骨缺损部位，随着支架材料在体内的降解吸收，细胞在支架上不断增殖、分化，形成新的具有一定功能和形态的组织，从而对病损组织或器官修复与功能重建。其中支架材料是组织工程的关键要素之一。目前用于修复关节软骨的组织工程支架材料有透明质酸、胶原、糖苷聚糖、白蛋白、几丁质、魔芋葡甘聚糖、藻酸盐、蚕丝蛋白、纤维蛋白、聚乙醇酸、聚乳酸、聚乙二醇、聚乙内酯聚氨酯等。但现今的软骨组织工程支架材料都存在如体内吸收过快或过慢，生物相容性较差，支架表面的结构对细胞的生长的不利影响等缺陷。众多因素的影响使组织工程软骨移植未能达到满意的结果，迄今为止，尚未找到一种理想的软骨细胞培养支架。

透明质酸（Haluronic acid, HA）是一种酸性粘多糖，它广泛存在于动物和人体的生理活性物质，在人皮肤、关节滑膜液、脐带、房水及眼玻璃体中均有分布。透明质酸有多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。由于透明质酸易分解，故商品化的透明质酸一般为其钠盐，即透明质酸钠（Hyaluronate Sodium, HS）。透明质酸钠在医药方面已得到广泛应用——可用作眼科人工晶体植入手术的粘弹剂、骨性关节炎风湿性关节炎等关节手术的填充剂，作为媒介在滴眼液中广泛应用，可用于药物控释，还可用于预防手术后粘连和促进皮肤伤口的愈合。但是大量的研究表明，透明质酸钠在直接植入或与生理系统结合使用时的用量不宜过多，故其用作组织工程材料的成分时需要与其它高分子材料复合。

魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan, KGM)是一种提取自魔芋块茎的pH值敏感性多糖，可以通过调节系统的pH值来控制KGM的凝胶产生时间和凝胶度，这种特性对控制支架材料的机械性能、生物降解性能及其与其他材料的复合非常有利。此外，由于KGM良好的生物相容性，是理想的组织工程支架材料和药物控释材料。除上述特点外，由于KGM可获得孔结构丰富且孔径可调的三维网状结构，具有良好的持水能力、生物相容性和降解性，且其与透明质酸（钠）的微观结构、理化性质十分相似，故能与透明质酸（钠）很好地复合。另外，由于KGM来源较广，成本低廉，与昂贵的透明质酸（钠）复合后可降低支架材料的成本。

迄今为止，文献已经报道采用透明质酸参与的支架有：透明质酸-胶原、透明质酸-壳聚糖、透明质酸-聚己内酯、透明质酸-聚苯乙醇、透明质酸-明胶-壳聚糖等，但还没有利用透明质酸、魔芋葡甘聚糖两种材料的优点符合制备的透明质酸-魔芋葡甘聚糖多孔支架材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖两种生物材料的多孔支架材料及其制备方法，解决现有支架材料性能不理想、成本高等问题。

本发明的技术方案是：透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料由透明质酸钠与魔芋葡甘聚糖两种材料组成，透明质酸钠与魔芋葡甘聚糖的质量比为1：100～1:5。

本透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料的制备方法是：

（1）按透明质酸钠与水的质量比为1:2000～1:20，将透明质酸钠溶于水中，搅拌使其充分溶解，然后将碱性溶液加入溶液中；

（2）交联：按透明质酸钠与魔芋葡甘聚糖的质量比为1:100～1:5，将魔芋葡甘聚糖加入步骤（1）得到的材料中，搅拌至凝胶状态；