[发明专利]一种具有生物活性的自愈合形状记忆多孔支架及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种具有生物活性的自愈合形状记忆多孔支架及其制备方法和应用，以第一聚合材料的交联网络作为固定相，以第二聚合材料的结晶作为可逆相，并通过化学键接的小分子化合物赋予生物活性。本发明的支架通过具有仿生结构的三维多孔网络来模拟天然软骨组织结构，为新生软骨细胞的形成和增殖提供了环境和条件；结构可控，制备过程简便，并可通过调控降解实现小分子化合物的缓释，为无细胞微创组织工程技术实现软骨修复的发展起到了推动作用，为该技术的临床应用奠定了理论和实践基础。

技术领域

本发明属于组织工程支架领域，特别涉及一种具有生物活性的自愈合形状记忆多孔支架及其制备方法和应用。

背景技术

由于软骨细胞再生能力有限，因此软骨修复问题仍面临一个巨大的挑战。包含种子细胞、支架、生长因子三部分组成的组织工程技术为软骨修复治疗提供了一个新的思路。但该方法首先需要建立一套对种子细胞进行分离、培养和增殖的方法，工序繁琐，耗时长，成本高。因此，基于支架材料的无细胞组织工程技术得到关注和发展，而生物活性的支架材料是无细胞组织工程的关键组成部分。已报道的制备生物活性聚合物材料的方法多是在聚合物中引入生物活性的大分子或金属离子，但生物活性的大分子仍存在一定的问题，如对温度较为敏感，在制备、存储和应用过程中不稳定，易失活，进而限制了生物活性聚合物材料的应用。

就临床而言，传统组织工程技术需面临的另一问题：支架的植入。而传统的植入方法需要进行二次手术，无论在身体还是心理上可能给病人带来二次伤害。为解决这一问题，微创组织工程技术的概念应运而生。顾名思义，微创技术是指通过微创手术治疗创伤的技术，该技术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等特点。作为智能刺激响应性材料的一种，在一定的刺激条件下自身具有形状可变性质的形状记忆聚合物可能是微创组织工程技术中的支架优选材料之一。此外，组织工程支架还须满足人体动态的力学环境以及可持续发展战略，因此自愈合性质在材料和生物科学领域也得到普遍的关注和发展。

因此，针对软骨修复问题，基于生物活性支架的无细胞微创组织工程技术亟需开发，而具有生物活性的支架聚合物材料的发展是其中的关键。然而目前，基于生物活性支架的无细胞微创组织工程技术在软骨修复上的报道还很鲜见，特别是利用生物活性的小分子化合物来制备具有生物活性的自愈合形状记忆高分子材料的相关研究更是罕见。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有生物活性的自愈合形状记忆多孔支架及其制备方法和应用，该支架结构稳定可控、且表现出良好的生物活性、自愈合性以及形状记忆性能，此外还具有好的生物相容性和可降解性能，能有效促进软骨修复。

本发明提供了一种具有生物活性的自愈合形状记忆多孔支架，以第一聚合材料的交联网络作为固定相，以第二聚合材料的结晶作为可逆相，并通过化学键接的小分子化合物赋予生物活性。

所述第一聚合材料由摩尔比为1:1-6.2的第一单体和第二单体制备而得。具体的：在保护气氛围下，取第一单体和第二单体置于反应瓶中，通过磁力搅拌作用，于100～150℃反应24～48h。

所述第二聚合材料由摩尔比为1:1-4.5的第一单体和第三单体制备而得。具体的：在保护气氛围下，取第一单体和第三单体置于反应瓶中，通过磁力搅拌作用，于100～150℃反应12～36h。

所述第一单体为癸二酸、已二酸、辛二酸中的一种或几种。所述第一单体使用前需经过纯化处理。

所述第二单体为甘油。

所述第三单体为丁二醇、1-二十二醇、1,12-十二烷二醇、1,3-丙二醇中的一种或几种。

所述小分子化合物为Kartogenin(KGN)。

所述第一聚合材料和第二聚合材料的质量比为1:0.2～1:4.5；所述小分子化合物相对第一聚合材料和第二聚合材料(总量)的摩尔含量为5～300μmol。