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1、(10)申请公布号 CN 102475908 A (43)申请公布日 2012.05.30 CN 102475908 A *CN102475908A* (21)申请号 201010553431.2 (22)申请日 2010.11.22 A61L 27/26(2006.01) A61L 27/56(2006.01) C08J 9/28(2006.01) C08L 71/08(2006.01) C08L 67/04(2006.01) (71)申请人 大连创达技术交易市场有限公司 地址 116011 辽宁省大连市西岗区双兴街 25-1 号 102 室 (72)发明人 王爽 (54) 发明名称 一种生。
2、物医学用多孔支架材料及其制备方法 (57) 摘要 一种生物医学用多孔支架材料及其制备方 法。本发明属于生物医学材料科学工程领域。本 发明旨在改进 PHB 的亲水性， 增强其孔径大小及 分布的可控性。采用聚羟基丁酸酯和聚乙二醇为 基材， 由模板法和冷冻干燥法相结合制备 ； 其支 架的孔隙率由初始溶液的浓度决定， 预冻温度也 影响平均孔径和孔径分布。本发明的聚羟基丁酸 酯聚乙二醇多孔支架材料生物相容性好、 亲 疏水平衡性可调、 孔径大小及分布可控、 能适应不 同类型细胞的需要， 同时保证了多孔材料的力学 强度和生物质 （细胞） 亲和性。该支架材料非常适 于软骨组织细胞附着生长。 (51)Int.C。
3、l. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种生物医学用多孔支架材料及其制备方法， 其特征为， 它由分子量为 4000 20000 的聚乙二醇和分子量为 200000 600000 的聚羟基丁酸酯以 1 7: 10 的重量比构 成， （1） 、 它包括下列步骤 ： a. 取 17 份分子量为 400020000 的聚乙二醇和 10 份分子量为 200000 600000 的聚羟基丁 酸酯混合均匀， 溶于适量有机溶剂中， 配制成重量百分比为 3 15%。
4、 的溶液 ； b. 取一定量的模板材料加热溶于去离子水中， 形成稳定的乳液 ； c. 将模板乳液与聚羟基丁酸酯聚乙二醇溶液混合， 以 5001000 转分钟的速度搅 拌 2 4 小时， 待溶液混合均匀稳定后， 转移至与溶液不反应且耐低温平底容器中形成 l lOmm 高度的液面 ； d. 置入 -10-80的低温冰箱中预冻 8 24 小时 ； 将冷冻干燥机干燥室温度降 到 -40-60。C， 将培养皿移入干燥室 ： 温度平衡后密闭干燥室， 并开启抽气泵， 维持干燥 室气压小于 5000 帕斯卡 24 72 小时， 然后升至常压后加热至 35 45热烘 1 3 小 时， 再将得到的多孔材料置于 3。
5、5 45真空干燥箱内干燥 72 小时 ; (2)、 所述的有机溶剂是氯仿、 二氧六环、 四氢趺喃 ; (3)、 所述的模板材料为 SPAN 类、 TWEEN 类、 AOT 类。 权 利 要 求 书 CN 102475908 A 2 1/3 页 3 一种生物医学用多孔支架材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于生物医学材料科学工程领域， 特别是涉及一种生物医学用多孔支架材 料及其制备方法。 背景技术 0002 组织工程学是运用工程科学与生命科学的基本原理， 研究与开发生物替代物来恢 复、 维持和改进组织功能的一门新兴学科。其基本思路是 ： 在体外分离、 培养细胞， 将一定 量的细胞种植到。
6、具有一定形状的三维生物材料骨架内， 并加以持续培养， 最终形成具有一 定结构的组织和器官并回植体内达到修复或重建的目的。聚羟基丁酸酯 (PHB) 是微生物 在不平衡生长条件下储存于细胞内的一种高分子聚合物， 广泛存在于自然界许多原核生物 中。PI-IB 具有很多优良的生物和理化性能， 如 ： 生物可降解性， 生物相容性， 压电性， 光学 活性， 无毒性， 无刺激性， 无免疫原性等特殊性质。 这些特性使其在生物医学方面应用广泛， 如用作药物释放载体组织工程支架材料。目前组织工程支架材料多是合成类聚酯， 如聚乳 酸 (PLA)、 聚乙醇酸 (PGA) 等， 由于它们是合成材料， 缺乏细胞识别信号，。
7、 且其降解产物呈酸 性， 产物的 PH 脉冲作用在一定程度上造成无菌炎症 ； 而 PHB 则不存在此类问题， PHB 是微生 物合成的高分子聚合物， 具有天然生物材料所含的信息有利于细胞附着或保持分化功能， 且其最终降解产物为 3羟基丁酸， 它在人体血液中是一种普通的代谢物， 不会给人体带来 任何毒性作用。 0003 PHB 在组织工程支架材料的应用方面有许多， 目前研究较多的是在软骨、 骨、 皮肤、 心脏瓣膜、 血管、 神经等组织工程方面。但是纯 PHB 材料的亲水性较差， 不利于细胞在材料 表面的粘附和生长。聚乙二醇是被美国 FDA 批准可内服的无毒的聚合物， 具有优良的血液 相容性， 极。
8、好的亲水性， 无免疫原性等优点而在药学和生物医用材料领域得到广泛应用。 如 果用PEG来修饰PHB材料， 可以很好地改善材料的亲疏水性， 并能提高材料表面的血液相 容性。 0004 另外， 做为组织工程支架材料， 其孔径大小及分布对细胞的粘附与生长都有影响， 如果能控制材料孔径大小及分布， 则可使材料适应不同细胞的培养要求。采用单一的冷冻 干燥法制得的支架材料， 孔径较大且分布不均， 而本发明采用冷冻干燥法合模板法则可人 为控制和调节孔洞的大小及分布， 使所得支架材料能适用于多种细胞的培养。 发明内容 0005 本发明的目的是为了克服上述技术问题， 提供一种生物医学用多孔支架材料及其 制备方法。
9、。 0006 本发明的目的是这样实现的 ： 采用聚乙二醇和聚羟基丁酸酯为基材， 其重量百分 比为 1 7: 10。制备方法如下 ： 1将一定量的分子量为 400020000 的聚乙二醇和分子量为 200000 600000 的聚羟基丁酸酯以 1 7 ： 10 的重量百分比溶于有机溶剂中。一溶剂可选择氯仿、 二氧六 说 明 书 CN 102475908 A 3 2/3 页 4 环、 四氢趺喃等有机溶剂一配制成 315% 重量百分比的溶液 ； 2 模板的制备 ： 取一定量的模板物质一本实验采用的模板有 SPAN 类、 TWEEN 类、 AOT 等一加热溶于去离子水中， 形成稳定的乳液 ： 3 将模。
10、板乳液与聚羟基丁酸酯聚乙二醇溶液混合， 高速 (500 1000 转分 钟 ) 搅拌 24 小时， 待溶液混合均匀稳定后， 转移至化学性能稳定， 且耐低温的平底容器中 形成 l lOmm 高度的液面 ； 4将溶液置入 -10 -80的冰箱中预冻 8 24 小时 ； 将冷冻干燥机干燥室温度 降到 -40 -60温度， 将培养皿移入干燥室 ； 温度平衡后密闭干燥室， 并开启抽气泵， 维持 干燥室气压小于 5000 帕斯卡 24 72 小时， 然后升至常压后加热至 40热烘 1 3 小时， 再将得到的多孔材料置于 40真空干燥箱内干燥 72 小时。 0007 由模板法和冷冻干燥法相结合制备的 PHB。
11、 多孔支架材料， 其支架的孔隙率由初始 溶液的浓度决定， 初始浓度越大， 孔隙率越低 ( 见图 1); 预冻温度影响平均孔径和孔径分 布， 预冻温度越低、 孔径越小、 预冻温度越高， 孔径越大 （如图 2） 。 0008 本发明的聚羟基丁酸酯聚乙二醇多孔支架材料价格低廉、 生物相容性好、 亲 疏水平衡性可调、 孔径大小及分布可控、 能适应不同类型细胞的需要， 同时保证了多孔材料 的力学强度和生物质， 如细胞的亲和性。该支架材料非常适于软骨组织细胞附生长。 附图说明 0009 图 1、 不同预冻温度下聚羟基丁酸酯聚乙二醇多孔支架材料孔径的微观电镜图。 0010 图 2、 不同初始浓度对聚羟基丁酸。
12、酯聚乙二醇多孔支架材料孔隙率 (%) 的影响 曲线图。 具体实施方式 0011 1取分子量为 4105 的聚羟基丁酸酯 4g 和分子量为 6000 的聚乙二醇 0.4g， 2 放入80ml氯仿中， 40 0C下搅拌2小时， 达到完全溶解后将溶液转移至于lOOml 容量瓶， 添加氯仿溶液， 得到 lOOml 聚羟基丁酸酯聚乙二醇氯仿溶液 (A) ： 取 SPAN60 0.12g溶于7060ml去离子水中， 得到稳定的模板乳液(B);取溶液(A) 20ml和(B)0.5ml 混合在一起， 在 700 转分钟下搅拌 3 小时， 待溶液混合均匀稳定后， 转移至 60mm 玻璃培养 皿中， 置入 -80。
13、低温冰箱中预冻 24 小时 ； 控制冷冻干燥机干燥室温度至 -50， 将含预冻 体的培养皿移入干燥室 ； 温度平衡后密闭干燥室并开启抽气泵， 维持干燥室气压小于 50 u atm， 保持 48 小时 ； 然后升至常压后加热至 40热烘 2 小时， 再将得到的多孔材料置于 40 0C 真空干燥箱内干燥 72 小时。 0012 3取分子量为 2105 的聚羟基丁酸酯 llg 和分子量为 4000 的聚乙二醇 7.7g， 放入 80ml 氯仿中， 40下搅拌 2 小时， 达到完全溶解后将溶液转移至于 lOOml 容量瓶， 添 加氯仿溶液， 得到 lOOml 聚羟基丁酸酯聚乙二醇氯仿溶液 (A); 取。
14、 TWEEN60 0.12g 溶于 70 60ml 去离子水中， 得到稳定的模板乳液 (B); 取溶液 (A) 20ml 和 (B)0.5ml 混合在一 起， 在 700 转分钟下搅拌 3 小时， 待溶液混合均匀稳定后， 转移至 60mm 玻璃培养皿中， 置 入-80低温冰箱中预冻24小时 ； 控制冷冻干燥机干燥室温度至-50， 将含预冻体的培养 皿移入干燥室 ； 温度平衡后密闭干燥室并开启抽气泵， 维持干燥室气压小于 50 uatm， 保持 说 明 书 CN 102475908 A 4 3/3 页 5 48 小时 ； 然后升至常压后加热至 40热烘 2 小时， 再将得到的多孔材料置于 40真。
15、空干燥 箱内干燥 72 小时。 0013 4取分子量为 6105 的聚羟基丁酸酯 8g 和分子量为 20000 的聚乙二醇 2g， 放入 80ml 氯仿中， 40 0C 下搅拌 2 小时， 达到完全溶解后将溶液转移至于 lOOml 容量瓶， 添加氯 仿溶液， 得到 lOOml 聚羟基丁酸酯聚乙二醇氯仿溶液 (A); 取 AOT 0.12g 溶于 70 60ml 去离子水中， 得到稳定的模板乳液 (B); 取溶液 (A) 20ml 和 (B)0.5ml 混合在一起， 在 700 转分钟下搅拌 3 小时， 待溶液混合均匀稳定后， 转移至 60mm 玻璃培养皿中， 置入 -80低 温冰箱中预冻 24 小时 ； 控制冷冻干燥机干燥室温度至 -50， 将含预冻体的培养皿移入干 燥室 ； 温度平衡后密闭干燥室并开启抽气泵， 维持干燥室气压小于 50 uatm， 保持 48 小时 ； 然后升至常压后加热至 40 0C 热烘 2 小时， 再将得到的多孔材料置于 40真空干燥箱内干 燥 72 小时。 说 明 书 CN 102475908 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102475908 A 6 。