[发明专利]一种PFB水响应形状记忆组织工程支架及其制备方法

说明书

本发明涉及一种PFB水响应形状记忆组织工程支架及其制备方法，所述支架为由羟基化的高分子材料PFB通过交联得到的多孔支架。制备方法包括：(1)制备PFB；(2)将PFB配制成溶液，随后通过盐析法交联得到PFB水响应形状记忆组织工程支架。本发明使用的PFB具有良好的亲水性和热稳定性；热处理加工制备多孔的PFB支架，其力学性能可通过加工时间来调控；该支架在温和条件下具有显著的水响应形状记忆效应；此外，由于大量裸露的羟基，PFB可功能化修饰；同时PFB也被证明有良好的生物相容性，在生物医疗领域有着潜在的应用。

技术领域

本发明属于组织工程支架领域，特别涉及一种PFB水响应形状记忆组织工程支架及其制备方法。

背景技术

自1980s，形状记忆聚合物(SMPs)一直在迅速发展。形状记忆聚合物，是指在某种外界剌激下这种聚合物能自发的从临时形状回复到初始形状。初始形状是从材料最初的加工过程中获得的形状，而临时形状是其在外力作用下变形并固定得到的形状。形状记忆聚合物可对热、磁、电、光、湿气，和一些化学刺激(例如pH变化)。

形状记忆聚合物(SMPs)作为一类智能材料，在生物材料中占有重要的地位。在手术缝合线、支架、心脏瓣膜、药物释放、矫形术及光学治疗等具有广泛的应用，尤其在组织工程支架方面。例如：在2002年，A.Lendein等研究显示SMP能够作为自紧手术缝合线(self-tightening suture)用于微创手术中。作者选择生物相容性良好且可生物降解的聚己内酯－聚对二氧环己酮共聚物，材料在20℃下对伤口进行缝合后，只需要依靠人体温度就可以将缝合线自动收缩变紧，通过外置加热升温至41℃手术缝合线收缩得更加紧凑进而促进伤口的愈合。由于材料还具有可生物降解性能，因而当伤口愈合后减去了再次拆线的二次手术，避免了额外的线拆除手术给病人带来的痛苦；Michael M等制备了一种可在37℃水中自动铺展的网丝，网丝由丁基-丙烯酸/二甲基丙烯酸酯/二羟甲基丙酸光聚合而得。该材料可用于微创手术中的伤口包扎，并可根据实际操作的时间需求来调节材料中成分的比例；Ward Small IV加工了一种热塑性形状记忆聚合物，该聚合物可利用一种激光激发来消除凝血块。在植入手术中，这种杆状的SMP微执行器可植入到血管闭塞的地方，执行器的末端接了一个光学纤维，然后通过激光加热使其转变到预先设置的直线型，而当展开到螺旋状时，执行器可伸缩并且捕捉血栓，从而消除血栓。

这些利用直接热刺激或间接热刺激的支架、器件在使用过程中均受温度控制，一则温度敏感，操作和材料的要求大大提高，二则在使用间接热刺激时，对周围组织有着潜在危害。而体内水的比重约为70％，水响应形状记忆材料在体内操作时较易实现，且克服了上述问题；此外，在研究生物医用的水响应形状记忆材料时，需考虑材料的生物相容、生物降解以及生物活性等生物特性。

目前，较为热点的水响应形状记忆材料主要包括天然材料、基于生物大分子的复合材料以及少量共聚材料。Xueliang Xiao和Z.Q.Liu报道了动物毛发的形状记忆特点，因为动物毛发中含有大量的角蛋白，该类材料广泛存在于自然界，并对水敏感，此外建立了形状记忆高分子模型，有力于之后形状记忆高分子的合成；BiQiongChen等和JoaoF.Mano等分别制备纳米微晶纤维素(CNCs)/聚癸二酸丙三醇酯聚氨酯(PGSU)、壳聚糖(CHT)/生物活玻璃纳米粒子(BG-NPs)水响应的形状记忆复合材料。

天然材料分子结构单一，不易加工，且在生物医用过程中有潜在的排斥性；基于生物高分子的复合材料组成有限制性，物理、化学性质约束性。因此基于水响应形状记忆材料的实用性、多样性等特点，合成水响应形状记忆高分子在生物医学领域有着很大的潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种PFB水响应形状记忆组织工程支架及其制备方法，该支架使用的PFB具有良好的亲水性和热稳定性；热处理加工制备多孔的PFB支架，其力学性能可通过加工时间来调控；该支架在温和条件下具有显著的水响应形状记忆效应；此外，由于大量裸露的羟基，PFB可功能化修饰；同时PFB也被证明有良好的生物相容性，在生物医疗领域有着潜在的应用。