[发明专利]用于颌骨修复的具有形状记忆功能的骨支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物领域，具体涉及到用于颌骨修复的具有形状记忆功能的骨支架材料及其制备方法。

背景技术

颌骨缺损的修复问题一直是口腔颌面外科及整复外科较难解决的问题。由于外伤、肿瘤切除、先天性疾病等造成颌骨缺损的病人较多，是口腔颌面外科的常见病及多发病，严重影响病人的身心健康。现常规治疗方法有：生物材料、高分子化合物、异体骨、自体骨等方法修复。异体骨、生物材料及高分子化合物植入体内易产生排斥反应，成骨能力不确定等缺点。自体骨是现在临床上较常用的方法，如髂骨、肋骨、桡骨、跖骨等作为供体，但无论游离骨移植或血管化骨移植均可造成供区损害，并且有形态不佳功能降低等缺点。

骨组织工程学的兴起为颌骨缺损修复带来了希望。骨组织工程是细胞体外扩增与可降解材料复合，体内构建具有活力的组织和器官的新兴技术，成为现阶段研究的热点。骨组织工程学修复骨缺损较现行诸多方法有着明显的优点，例如，其不受供体来源的限制，可避免免疫排斥反应，需要的供体组织少(细胞在体外培养增殖)，可根据修复缺损的需要，将植入物制成精确的三维立体结构。良好的支架材料是具有一定稳定性的三维支架，例如长方体、立方体、圆柱体等，以便于植入体内后形成一个较固定的新生组织生长空间，但临床上很多骨缺损均为非规则性缺损，形状固定的材料难以完整修复缺损空间。同时随着医疗科技的飞速发展，良好的骨组织工程材料应最大限度地减少材料对机体的长期影响，大多患者希望植入物在体内只是起到暂时替代作用，随着自身骨组织的再生，植入材料逐渐降解吸收。而不同类型和部位的骨缺损要求材料还应具有良好的机械性能，易于加工成型，可改变成易于植入人体的各种形状，植入人体后，在人体温度下恢复成治疗需要的形状。基于这些要求，可降解的形状记忆材料(Shape-Memory Polymers，SMP)以其灵活的可变型性，可适应不同形状的骨缺损，为组织工程修复骨缺损提供一种新的研究方向。

脂肪族聚酯，如聚乳酸(PLA)、聚羟基丁酸酯(PHB)及聚己内酯(PCL)等，其结构中均含有酯键，使得它们能够被自然界中的微生物分解，因而都具有良好的生物降解性能。其中，聚己内酯PCL因其具有优异的力学性能、加工特性及形状记忆性能，已成为近年来研究开发的热点，其在临床上被大量应用于生物医学工程领域，如骨组织固定装置、手术缝合线、组织工程支架及药物控释体系等，被认为是具有很大发展潜力的生物可降解形状记忆聚合物。但PCL也有一些性能上的缺陷。其熔点约为60℃左右，耐热性能及机械加工性能均不佳，且其形状记忆性能只有约20％，而形变回复温度则达到40℃以上(高于37℃的人体正常体温)，这些缺陷在很大程度上限制了PCL作为临床植入材料的应用。聚己内酯是一种结晶性聚合物，对其进行交联的方法主要有两种，即引入过氧化物或对其进行辐射交联。但是，目前的一些研究报道指出，PCL的辐射交联效率是比较低的，在交联的同时，裂解也在进行，且占据了主导地位。当辐射剂量较高时，还会引起PCL的拉伸强度及断裂伸长率等力学性能的明显下降。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于颌骨修复的具有形状记忆功能的骨支架材料，其由5～100重量份的聚己内酯(PCL)，5～100重量份的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，5～100重量份的聚丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)和5～100重量份的磷酸三钙(TCP)组成。

在本发明的一个实施方案中，所述骨支架材料由80～100重量份的聚己内酯(PCL)，10～50重量份的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，10～50重量份的聚丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)和30～60重量份的磷酸三钙(TCP)组成。

现有技术研究表明，PCL和PBS制备的多孔组织工程支架材料虽然可以改善骨支架材料的亲水性以及力学性能，但是需要将PBS的含量提高到80％，这不可避免的牺牲了PCL的形状记忆功能，PCL和PBS具有良好的生物相容性，实际应用中虽然其对种子细胞的生长无明显毒性作用，但是对种子细胞生长的促进作用也不明显，因此有必要对其进一步地改进。

在本发明进一步地实施方案中，所述骨支架材料可以由100重量份的聚己内酯(PCL)，20重量份的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，20重量份的聚丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)和50重量份的磷酸三钙(TCP)组成；所述骨支架材料也可以由100重量份的聚己内酯(PCL)，30重量份的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，25重量份的聚丙交酯乙交酯共聚物(PLGA)和40重量份的磷酸三钙(TCP)组成。