[发明专利]一种氨基化淫羊藿苷‑羧甲基壳聚糖改性骨修复支架材料

说明书

技术领域

本发明属于医疗技术领域，涉及一系列聚羟基丁酸酯共羟基戊酸酯（PHBV）改性诱导型骨修复支架材料，通过材料的构建、物理加工以及中药单体淫羊藿苷的化学改性等方法制成。

背景技术

骨损伤是临床上常见的疾病，骨是一种天然的具有复杂分级结构的无机物与有机物的复合材料。战争、交通事故、工伤、运动创伤、疾病和自然灾害等原因造成的骨折、骨缺损和骨缺失伤患人数全世界每年达几百万，损伤的骨可用内源骨或外源骨修复。内源骨易被患者接受，修复效果较好，但其数量十分有限，而且需要二次手术，有可能带来别的损伤；而采用外源骨虽然取材简便，但修复效果远不如内源骨，目前外源骨修复手段存在免疫排斥反应，难降解，可能带有潜在的病原体和其他副反应等。所以临床上越来越广泛地采用人工制备的材料作为骨修复材料。

研究表明，骨修复材料本身必须具备：足够的力学强度、与骨长入相匹配的材料降解速度、良好的生物相容性以及一定的组织诱导能力。

骨修复材料是一类可对机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的材料。该类材料在临床的应用，为伤（患）者恢复正常的生理功能提供了可能，同时也可避免采用内源骨或外源骨所带来的问题。

鉴于传统的骨组织生物材料的缺点，具有“主动修复功能”和“可调控生物响应”特性的第三代生物活性材料成为当前的研究热点和未来的发展方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有骨修复材料的缺点与不足，提供一系列具备适当力学性能又能有效诱导骨形成，从而实现对骨缺损有效快速修复的骨组织工程支架材料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型PHBV改性诱导型骨修复支架材料，其特征在于，该骨修复支架材料按以下步骤制得：

步骤1：将氨基乙酸溶于碳酸氢钠溶液中，搅拌，得第一溶液；将二碳酸二叔丁酯完全溶解于二氧六环中，冷却后形成第二溶液；

步骤2：冰水浴中、在搅拌的条件下将第二溶液滴入第一溶液，滴加完毕后，室温下继续搅拌反应20～24h；

然后，用0.01M盐酸溶液调节反应后液的pH值至中性，除去溶剂，残留固体用二氯甲烷溶解，过滤，将滤液滴至冷乙醚中，析出固体，抽滤收集不溶物，用乙醚洗涤，真空干燥，得二碳酸叔丁氧羰基-甘氨酸；

步骤3：以二环己基碳二亚胺为脱水剂，以4-二甲氨基吡啶为催化剂，按质量比1︰1将淫羊藿苷和二碳酸叔丁氧羰基-甘氨酸进行缩合反应，得到淫羊藿苷-甘氨酸-二碳酸叔丁氧羰基；

步骤4：将三氟乙酸与二氯甲烷混合成混合溶液，将该混合溶液加入淫羊藿苷-甘氨酸-二碳酸叔丁氧羰基中，室温下搅拌，反应停止，旋转蒸发后；将剩余物质完全溶解于乙酸乙酯中，洗涤至pH值为8～9；除去溶剂，获得氨基化淫羊藿苷；

步骤5：通过缩合反应，将氨基化淫羊藿苷中的氨基与壳聚糖上羧甲基的羧基连接起来，得到氨基化淫羊藿苷-PHBV；

步骤6：按质量百分比，将80%的氨基化淫羊藿苷-PHBV倒入20%的壳聚糖溶液中，搅拌均匀后，挤压注入环形不锈钢模具中，置于液氮中冷冻10～20min，迅速取出，放入温度为4℃的凉水中5～10s，脱模，干燥，制得新型PHBV改性诱导型骨修复支架材料。

本发明具有组织诱导性功能的骨修复支架材料是一种复合淫羊藿苷药物的PHBV和壳聚糖复合支架材料，具有如下优点：

1）淫羊藿苷与材料共价结合的制备工艺达到设计要求，实现了药物的缓释作用，及药物对组织诱导的持续作用；

2）材料具有良好的生物力学强度能起到支撑骨生长的作用；

3）淫羊藿苷与材料共价结合的缓释的作用促进干细胞向成骨细胞定向分化，加速骨生长和功能恢复；

4）具有良好的降解性和生物相容性，符合组织工程支架材料的要求；

5）能有效修复骨缺损。

附图说明

图1是淫羊藿苷氨基改性前后的红外对比图。

图2是淫羊藿苷与PHBV材料结合及氨基改性的红外对比图。

图3是淫羊藿苷氨基改性前的粒径图。

图4是淫羊藿苷氨基改性后的粒径图。

图5是淫羊藿苷氨基改性前后的X射线衍射（XRD）对比图。

图6是淫羊藿苷氨基改性前后的差热-热重分析（TG/DTA）对比图。

图7是本发明骨修复支架材料的横截面扫描电镜图。

图8是本发明骨修复支架材料形貌的扫描电镜图。

图9是本发明骨修复支架材料表面细胞生长的扫描电镜图。