[发明专利]一种粘性水凝胶及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种粘性水凝胶及其制备和应用。该粘性水凝胶包括3,4‑二羟基苯基类化合物接枝多糖、无机纳米粒子和成胶溶液；所述3,4‑二羟基苯基类化合物接枝多糖的多糖主链与无机纳米粒子通过物理作用力相连；所述3,4‑二羟基苯基类化合物接枝多糖是由3,4‑二羟基苯基类化合物中的羧基与含氨基和羟基的多糖中的氨基通过酰胺键相连获得的接枝物；具备强粘性、可注射性、生物相容性、多孔性以及原位成胶性，旨在解决现有水凝胶作为软骨组织工程材料易从缺损部位流失、机械强度欠缺、注射成胶慢等问题，可以直接作为软骨修复材料，也可以用于制备软骨修复材料，具有良好的临床应用前景。该粘性水凝胶制备方法简单易操作，条件温和，具有很好的产业化前景。

技术领域

本发明涉及水凝胶领域，特别涉及一种粘性水凝胶及其制备和应用。

背景技术

临床上，软骨损伤以及退行性软骨疾病的发病率越来越高，而软骨是一种高度分化的结缔组织，由于其独特的无血管和淋巴管结构，营养液主要来自滑液和软骨下血管，尤以前者为主要来源，且软骨细胞埋于稠厚的细胞外环境中，缺乏迁徙能力，自愈能力有限，因此软骨缺损修复能力很差，目前软骨缺损修复仍然是一个医学难题。随着生物医学工程的发展，研究者将软骨组织工程的概念引入至软骨缺损修复中。水凝胶中含有大量的水分，由于其柔软，可形成三维网络结构利于营养物质的输送以及代谢产物的输出，有良好的生物相容性，是软骨组织工程的理想材料。

目前研究者开发的现有水凝胶在用于软骨缺损修复时往往存在组织黏附性不佳、易从软骨缺损部位流失的缺陷。水凝胶如果具备粘附性能，则可以作为“胶水”，粘结软骨组织与支架材料，防止材料流失，减少或取消临床上粘结胶的使用。使用单纯壳聚糖水凝胶作为软骨缺损修复的支架材料，发现壳聚糖的组织黏附性可以促进水凝胶与软骨缺损部位的粘结，但是，壳聚糖的组织黏附性还不够理想(Hoemann CD,Sun J,LégaréA,McKee MD,Buschmann MD.Tissue engineering of cartilage using an injectable and adhesivechitosan-based cell-delivery vehicle.Osteoarth Cartilage.13(4):318-329.)。随后研究者在壳聚糖的基础上开发了多种适于软骨修复的水凝胶，例如：公开号CN105268028A的中国专利申请公开了一种软骨组织工程支架，包括壳聚糖水凝胶外骨架，包覆在壳聚糖水凝胶外骨架中的至少一个表面修饰有骨髓间充质干细胞亲和肽的脱钙皮质骨基质微球；其具有良好的流变性、易塑性、生物力学强度、以及特异性地富集骨髓间充质干细胞的性能，从而能够适用于形状各异的软骨缺损区，且效果持久。公开号CN105944149A的中国专利申请公开了一种可吸收软骨修复系统，该系统由可吸收软骨修复支架和自体血组成，在人体生理温度37℃下成凝胶状，修补于软骨缺损部位，实现软骨组织的修复；其可吸收软骨修复支架的主要成分包括壳聚糖、甘油磷酸盐、pH值调节剂、渗透压调节剂和水。现有技术并没有针对壳聚糖水凝胶的粘性进行改进，目前还没有具备足够粘性的水凝胶可用于临床软骨缺损的修复。因此，开发一种具有强组织粘附性以及优异机械强度的新型可注射水凝胶作为软骨缺损修复的支架材料是非常必要的。

发明内容

本发明提供了一种粘性水凝胶，包括邻苯二酚基团修饰的多糖高分子以及无机纳米粒子，邻苯二酚基团修饰的多糖高分子与无机纳米粒子通过物理作用力交联，具备强粘性、可注射性、生物相容性、多孔性以及原位成胶性，旨在解决现有水凝胶作为软骨组织工程材料易从缺损部位流失、机械强度欠缺、注射成胶慢等问题，具有良好的临床应用前景。

本发明还提供了所述粘性水凝胶的制备方法，该方法简单易操作，条件温和，具有很好的产业化前景。

一种粘性水凝胶，包括3,4-二羟基苯基类化合物接枝多糖(即邻苯二酚基团修饰的多糖高分子)、无机纳米粒子和成胶溶液；所述3,4-二羟基苯基类化合物接枝多糖的多糖主链与无机纳米粒子通过物理作用力相连；