[发明专利]一种魔芋葡甘聚糖纤维支架材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种魔芋葡甘聚糖纤维支架材料的制备方法，该纤维支架材料可被应用于关节软骨修复，属于生物医学材料领域。

背景技术

高能量暴力外伤、关节内感染以及其他疾病能引起严重骨缺损，同时也导致关节软骨损伤，关节软骨一旦缺损及破坏可导致受累关节出现肿胀、积液、疼痛和交锁等功能障碍，严重影响患者关节功能。此外，软骨组织自愈能力非常有限，一旦损伤就会遗留永久性病变，治疗也相当困难，主要是因为：软骨组织内无血管，且软骨细胞缺乏迁徙能力， 不能迅速聚集到创伤部位所致；关节软骨中纤维含量少，只含有少量的胶原纤维，基质的主要化学成分是蛋白质多糖；关节软骨不同于血管化的组织，由于没有血供，且软骨细胞埋于稠厚的细胞外基质中，无法移动到损伤部位参与修复，且缺乏细胞分化所必须的母细胞及细胞迁徙所必须的理想环境, 这样就使得即使是极小的软骨缺损也难于自然修复，因此由创伤及骨关节炎引起的关节软骨损伤是临床常见疾患，其临床治疗至今仍是一个巨大难题。

魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan, KGM)是一种提取自魔芋块茎的对酸碱度敏感性多糖，可以通过调节系统的酸碱度来控制KGM的凝胶产生时间和凝胶度，以此来控制支架材料的机械性能、生物降解性，更值得注意的是，KGM具有良好的生物相容性，其在止血、抗菌消炎、促进伤口愈合等方面也具有良好的效果，大量研究表明，KGM可利于细胞粘附并促进细胞增殖和分化，且其与软骨基质的成分之一透明质酸钠的微观结构、理化性质十分相似，因此可将其作为一种新型的生物医用材料应用，主要应用场合包括外科伤口的包裹材料、止血海绵、医用降解辅料及生物工程支架材料等。KGM作为生物医用材料的应用优势还包括其来源较广，成本低廉，以可降低材料成本。

由于KGM溶解度较低，流动性不好及稳定性较差的特点，因此在应用上存在一定的局限性，为此研究者常采用物理改性和化学改性这两种重要的改性方法对KGM进行改性。其中，对KGM的物理改性主要有两类：一是采用声波、光波、热场、电场或磁场对KGM进行处理，以改变KGM的分子结构或聚集形态；二是采用其他高分子材料与KGM进行共混，利用两种不同分子之间的基团相互作用，以改变材料的结构，进而改变其理化性能。对于KGM的化学改性一般是利用在其分子链上引入或脱掉一些基团，使得KGM的分子结构发生改变，以优化KGM的理化性质；由于KGM分子链中含有大量的羟基和乙酰氨基，因此可以采用酯化、脱乙酰基以及接枝共聚等化学改性方法对KGM改性，进而开发出多种性能优良的KGM衍生物。

目前，有用乙酸、硝酸、苯甲酸、黄原胶及甲基脂、没食子酸、鹿角藻胶、淀粉、大豆蛋白离析物等作为改性剂对KGM进行改性，但改性后的KGM均有降解性差，力学性能不足等缺点，而用强酸硫酸来作为改性剂对KGM进行改性并且制备出纤维支架材料的研究目前还未有发现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种魔芋葡甘聚糖纤维支架材料的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）用蒸馏水稀释浓硫酸，然后加入丙三醇，并搅拌均匀得到混合溶液A，其中浓硫酸与水的体积比为1:2000～1:200，丙三醇与水的体积比为1:1000～1:100；

（2）将魔芋葡甘聚糖加入混合溶液A中，并搅拌使其完全溶解得到混合胶液B，魔芋葡甘聚糖与步骤（1）中加入水的质量比为1:120～1:70；

（3）将混合胶液B进行微波处理1～10min后，在常温下搅拌使之冷却，经200~400目过滤，然后置于400～500毫米汞柱的负压下脱泡得到改性复合胶液C，密封备用；

（4）将丙三醇加入到无水乙醇中，并搅拌均匀得到混合液D，其中丙三醇与无水乙醇的体积比为1:40～1:10；

（5）在常温下将改性复合胶液C流延于模具上，并将模具置于混合液D中，进行4～24h的凝固后得到未交联纤维支架F；

（6）在常温下将未交联纤维支架F置于氢氧化钙水溶液和无水乙醇的混合溶液中交联4～10h后，把F取出用蒸馏水洗涤3~6次，然后在30~60℃下干燥8~12h，即得到魔芋葡甘聚糖纤维支架材料。

本发明所述模具由200~400目的过滤筛和过滤筛上面的纱布组成。

本发明所述的氢氧化钙水溶液的质量百分比浓度为0.05％～2％。

本发明所述浓硫酸为市售的98%的浓硫酸。