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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610249528.1 (22)申请日 2016.04.21 (71)申请人 广东石油化工学院 地址 525000 广东省茂名市官渡二路139号 大院 (72)发明人 史博 梁亮 郭永俊 陈秋童 (74)专利代理机构 茂名市穗海专利事务所 44106 代理人 王士爱 (51)Int.Cl. A61L 27/36(2006.01) A61L 27/18(2006.01) A61L 27/54(2006.01) A61L 27/56(2006.01) A61L 27/58(20。
2、06.01) (54)发明名称 一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制 备方法 (57)摘要 一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制 备方法， 该方法是将螺旋藻粗提物和聚合物按质 量比1:220的比例溶于有机溶剂配制成质量浓 度1025%的混合溶液， 搅拌2448h， 再与710 倍混合溶液固体质量的致孔剂混合均匀， 然后将 其浇筑于所需形状的模具中经室温风干2472 小时后， 再在真空度为0.0010.01Mpa温度为50 70下， 干燥2448h， 取出模具中的样品浸入 去离子水中， 每48h更换去离子水， 总计更换18 40次后捞出样品， 将样品在真空度为0.001 0.01MPa、 温度为。
3、4070下， 干燥2448h即得。 该方法获得的螺旋藻聚合物复合组织工程支架 具有亲水性好、 压缩强度高、 快速降解、 无毒的特 点。 权利要求书1页 说明书6页 CN 105833349 A 2016.08.10 CN 105833349 A 1.一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制备方法， 其特征在于， 该方法是将螺旋藻 粗提物和聚合物按质量比1:220的比例溶于有机溶剂配制成质量浓度1025%的混合溶 液， 搅拌2448h， 再与710倍混合溶液固体质量的致孔剂混合均匀， 然后将其浇筑于所需 形状的模具中经室温风干2472小时后， 再在真空度为0.0010.01Mpa温度为5070 下，。
4、 干燥2448h， 取出模具中的样品浸入去离子水中， 每48h更换去离子水， 总计更换18 40次后捞出样品， 将样品在真空度为0.0010.01MPa、 温度为4070下， 干燥2448h 即得， 其中： 螺旋藻粗提物采用下述方法制备： 将经干燥、 粉碎、 过80目筛的螺旋藻干粉与去离子水按质量比520： 8095的比例混 合， 于55溶解6小时降至室温后将溶液以5000转/分钟离心20分钟， 弃去沉淀， 将上层清液 按同样离心条件离心2次， 收集到的清液置于冻干机中于-50-80温度下， 1.3Pa13Pa真 空度下冻干至样品成干燥粉末状态即得螺旋藻粗提物。 2.根据权利要求1所述的一种螺。
5、旋藻聚合物复合组织工程支架制备方法， 其特征在于， 该聚合物为聚己内酯及其嵌段共聚物、 左旋聚乳酸及其嵌段共聚物中的一种。 3.根据权利要求1所述的一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架制备方法， 其特征在于， 该有机溶剂为甲酸、 乙酸、 乙酸乙酯和六氟异丙醇中的一种。 4.根据权利要求1所述的一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架制备方法， 其特征在于， 该致孔剂为40100目之间的可溶于水的无机致孔剂或有机致孔剂。 5.根据权利要求4所述的一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架制备方法， 其特征在于， 无机致孔剂为NaCl、 碳酸氢铵、 酒石酸钠和柠檬酸钠中的至少一种以上。 6.根据权利要求4所述的一种螺旋。
6、藻聚合物复合组织工程支架制备方法， 其特征在于， 有机致孔剂为聚乙二醇、 聚乙烯醇、 聚维酮、 石蜡、 明胶、 乳糖和蔗糖中的至少一种以 上。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 105833349 A 2 一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制备方法， 具体涉及一种亲水性 好、 快速降解、 无毒的螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制备方法。 背景技术 0002 创伤、 肿瘤等因素造成的人体组织大面积缺损和功能障碍要求新兴的组织工程支架可 为器官 （皮肤、 血管、 骨骼、 神经、 软骨、 肌腱） 损伤提供有效修复。 00。
7、03 在组织工程支架材料设计及选择上， 可降解的天然高分子材料、 合成高分子材料、 高强度的无机材料等对促进正常组织生长 （细胞的生长、 繁殖、 分化） 、 重塑做出了突出的贡 献。 近年来， 随着组织工程技术的不断进步， 构建具有组织诱导性的骨修复材料已成为研究 热点， 但利用骨生长相关因子构建组织诱导性骨修复材料存在生长因子缓释效果不理想、 易降解等不足。 在骨再生研究进程中， 许多国内外学者的研究方向转向天然生物质材料， 鉴 于天然生物质的快速降解、 亲和性好， 特别是含有的某些有效成分对骨再生促进作用显著， 因此生物质复合组织工程支架已成为现代研究领域的热点。 常见的天然生物质有大豆蛋。
8、 白、 蚕丝蛋白、 胶原蛋白等。 然而天然生物质种类众多且各有其自身功能和特点， 新的天然 生物质材料在组织工程领域的应用是值得我们研究和探讨的内容。 0004 螺旋藻属于天然生物材料， 其 （Spirulina， SP） 富含蛋白质 （50%70%） 、 脂肪、 维生 素、 矿物质、 叶绿素、 -胡萝 卜素、 多糖， 以及具有显著抗癌和血细胞再生疗效的荧光藻蓝蛋 白， 因此螺旋藻的应用涉及食品、 药理学、 医学、 生物工程、 化妆品行业等。 在医药领域， 螺旋 藻及其功能组分已被作为药物使用， 其临床实验也表明螺旋藻具有多种功效和治愈作用， 特别是作为组织工程材料的生物相容特性对受损组织的修。
9、复作用引起了人们的关注。 0005 Animal, 2013, 49, 27将1%体积浓度的螺旋藻提取物与PCL共混制备的纤维多孔 支架材料基本无毒， 细胞实验表明细胞在5天时刺入复合纤维的深度达442 m， 远高于PCL纤 维多孔支架的210 m的深度， 表明了少量螺旋藻对于细胞生长具有促进作用； Biopolymers, 2013, 10 (4), 307发现26%用量的螺旋藻与聚合物共混后用静电纺丝法构建的纤维组织 工程支架可促进细胞生长及骨组织的修复速度。 Journal Biomed Nanotechnology, 2012, 9 (4), 1将螺旋藻与聚乳酸混合纺丝后发现螺旋藻对聚。
10、乳酸纤维的亲水性几乎没有改善。 0006 在上述及相关的文献描述中， 螺旋藻聚合物复合组织工程支架的加工方法局限于 静电纺丝法而未见其它方法或尝试。 然而， 采用静电纺丝法制备的螺旋藻复合组织工程支 架存在生产效率低、 螺旋藻含量低的缺陷， 特别是对于制备更大孔径的螺旋藻复合组织不 适用。 此外， 静电纺丝法制备的螺旋藻聚合物复合工程支架由于螺旋藻含量不易过高， 因此 其亲水性、 降解性非常有限。 0007 在上述及相关的文献描述中， 未见螺旋藻对组织工程支架的亲水性有极大改善的 文献报道， 且已有的关于螺旋藻聚合物复合组织工程支架中螺旋藻的最高含量仅达6%而未 说 明 书 1/6 页 3 C。
11、N 105833349 A 3 见更高螺旋藻含量的聚合物复合组织工程支架材料。 此外， 虽然众多文献提及具有生物相 容性好和降解性好的螺旋藻与聚合物复合制备的组织工程支架的降解速度会加快， 但均未 见文献对该螺旋藻聚合物复合组织工程支架进行体外降解实验研究。 发明内容 0008 本发明的目的是提供一种亲水性好、 降解快的螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制备 方法。 0009 本发明提供的一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制备方法， 该方法是采用粒 滤法， 将螺旋藻粗提物和聚合物按质量比1:220的比例溶于有机溶剂配制成质量浓度10 25%的混合溶液， 搅拌2448h， 再与710倍混合溶液固体质。
12、量的致孔剂混合均匀， 然后 将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干2472小时后， 再在真空度为0.0010.01MPa、 温度为4070下， 干燥2448h， 取出模具中的样品浸入去离子水中， 每48h更换去离子 水， 总计更换1840次后捞出样品， 将样品在真空度为0.0010.01MPa、 温度为4070 下， 干燥2448h即得， 其中： 螺旋藻粗提物采用下述方法制备： 将经干燥、 粉碎、 过80目筛的螺旋藻干粉与去离子水按质量比520： 8095的比例混 合， 于55溶解6小时降至室温后将溶液以5000转/分钟离心20分钟， 弃去沉淀， 将上层清液 按同样离心条件离心2次， 收集到的清。
13、液置于冻干机中于-50-80温度下， 1.3Pa13Pa真 空度下冻干至样品成干燥粉末状态即得螺旋藻粗提物。 采用螺旋藻溶解后冻干， 可以去除 螺旋藻中性条件下不溶于水和有机溶剂的物质， 使螺旋藻聚合物复合组织工程支架的螺旋 藻含量可达30%， 远高于文献报道中不超过10%的螺旋藻添加量。 而螺旋藻粗提物为亲水组 分， 螺旋藻含量高有利于该螺旋藻聚合物复合组织工程支架亲水性的提高和加快降解率。 0010 上述中， 该聚合物为聚己内酯及其嵌段共聚物、 左旋聚乳酸及其嵌段共聚物中的 一种。 0011 上述中， 该有机溶剂为甲酸、 乙酸、 乙酸乙酯和六氟异丙醇中的一种。 0012 上述中， 该致孔剂。
14、为40100目之间的可溶于水的无机致孔剂或有机致孔剂。 采用 致孔剂法可避免静电纺丝法掺入螺旋藻量过多 （10%） 时纺丝液不稳定而难于电纺致孔的问 题， 显著增加了螺旋藻在复合组织工程支架中的复合量。 0013 上述中， 无机致孔剂为NaCl、 碳酸氢铵、 酒石酸钠和柠檬酸钠中的至少一种以上。 0014 上述中， 有机致孔剂为聚乙二醇、 聚乙烯醇、 聚维酮、 石蜡、 明胶、 乳糖和蔗糖中的 至少一种以上。 0015 本发明以螺旋藻为亲水改性组分， 螺旋藻含量在3%40%范围内可调， 制备的螺旋 藻聚合物复合组织工程支架具有亲水性好、 降解快的特点。 0016 本发明以螺旋藻为功能组分制备的组。
15、织工程支架具有使疏水性聚合物组织工程 支架的亲水性得到有效改善的特点， 使螺旋藻聚合物复合组织工程支架的表面接触角 （5秒 钟后进行测定） 从124降低到0； 降解速率 （7天） 从3%提高到23%。 总体而言， 该螺旋藻聚合物 复合组织工程支架的亲水性获得显著改善， 降解速率明显高于未添加螺旋藻的纯聚合物组 织工程支架的降解速率。 因此本发明提供的一种螺旋藻聚合物复合组织工程支架的制备方 说 明 书 2/6 页 4 CN 105833349 A 4 法在产品的亲水性和降解性上具有较大的优势。 具体实施方式 0017 下面的实施例是对本发明的进一步说明， 而不是限制本发明的范围。 0018 实。
16、施例2至8中的螺旋藻粗提物的制备同实施例1。 0019 实施例1： 将螺旋藻粗提物0.1g和聚己内酯1.9g加入到乙酸中， 配制成10%浓度的溶液， 搅拌48h 后与14g的NaCl混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干24时后， 再在真空 度0.01MPa、 温度50下， 干燥48h， 取出样品浸入去离子水中， 每4h更换去离子水共18次， 得 到的螺旋藻聚合物组织工程多孔支架材料0.001MPa下， 50真空干燥24h后保存于真空干 燥器中。 0020 螺旋藻粗提物采用下述方法制备： 将经干燥、 粉碎、 过80目筛的螺旋藻干粉与去离 子水按质量比10： 90的比例混合， 于5。
17、5溶解6小时降至室温后将溶液以5000转/分钟离心 20分钟， 弃去沉淀， 将上层清液按同样离心条件离心2次， 收集到的清液置于冻干机中于-80 、 10Pa真空度下冻干至样品成干燥粉末状态即得螺旋藻粗提物。 0021 实施例2： 将螺旋藻粗提物0.2g和聚己内酯1.8g加入到11.3g的乙酸中， 搅拌48h后与14g的NaCl 混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干24时后， 再在真空度0.01MPa、 温 度为50下， 干燥48h， 取出样品浸入去离子水中， 每4h更换去离子水， 共计18次， 得到的螺 旋藻聚合物多孔支架材料0.001MPa下， 50真空干燥24h后保存于真。
18、空干燥器中。 0022 比较实施例1和2： 表1螺旋藻含量对螺旋藻聚合物复合组织工程支架表面亲水性影响： 由表1中2秒时组织工程支架的表面接触角可见， 螺旋藻和聚己内酯比例为1:19时获得 的组织工程支架的疏水特性未得到明显改善； 当螺旋藻和聚己内酯比例为1:9时， 组织工程 支架的表面接触角下降显著， 5秒时接触角下降了22， 较100%聚己内酯的组织工程支架的表 面接触角下降了50， 亲水性得到显著改善， 且实施例2在样品浸泡20天后， 降解率为14%， 而 无螺旋藻的聚己内酯支架材料在浸泡20天后， 其降解率为3%， 这表明螺旋藻的加入明显加 快了组织工程支架的降解速度。 0023 实施。
19、例3： 将螺旋藻粗提物0.2g和聚己内酯1.8g， 溶于乙酸， 配制成15%质量浓度的溶液， 搅拌48h 后与16g的NaCl混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干24时后， 再在真空 度0.01MPa、 温度50下， 干燥48h， 取出样品浸入去离子水中， 每4h更换去离子水， 共计18 次， 得到的螺旋藻聚合物多孔支架材料0.001MPa下， 50真空干燥24h后保存于真空干燥器 说 明 书 3/6 页 5 CN 105833349 A 5 中。 0024 比较实施例2和3： 表2螺旋藻含量对螺旋藻聚合物复合组织工程支架性能： 表2中当NaCl用量为7倍混合溶液固体量时， 获。
20、得的组织工程支架在表面亲疏水性和孔 隙率上不如实施例3， 表明NaCl用量增加有利于增加组织工程支架的孔隙率， 并且具有较好 的亲水性， 对水的吸收较快。 0025 此外， 实施例3具有明显的通孔结构。 0026 实施例4： 将螺旋藻粗提物0.3g和聚己内酯1.7g溶于乙酸， 配制成15%质量浓度的溶液， 搅拌48h 后16g的NaCl混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干24时后， 再在真空度 0.01MPa、 温度50下， 干燥48h， 取出样品浸入去离子水中， 每4h更换去一次离子水， 共计18 次， 得到的螺旋藻聚合物多孔支架材料0.001MPa下， 50真空干燥24h后。
21、保存于真空干燥器 中。 0027 实施例5： 将螺旋藻粗提物0.4g和聚己内酯1.6g溶于乙酸， 配制成15%质量浓度的溶液， 搅拌48h 后与16g倍混合溶液固体质量的NaCl混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温 风干24时后， 再在真空度0.01MPa、 温度50下， 干燥48h， 取出的样品浸入去离子水中， 每4h 更换去一次离子水， 共计18次， 得到的螺旋藻聚合物多孔支架材料0.001MPa下， 50真空干 燥24h后保存于真空干燥器中。 0028 实施例6： 将螺旋藻粗提物0.6g和聚己内酯1.4g溶于乙酸， 配制成15%质量浓度的溶液， 搅拌48h 后与16g的NaC。
22、l混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干24时后， 再在真空 度0.01MPa、 温度50下， 干燥48h， 取出的样品浸入去离子水中， 每4h更换去一次离子水， 共 计18次， 得到的螺旋藻聚合物多孔支架材料0.001MPa下， 50真空干燥24h后保存于真空干 燥器中。 0029 比较实施例3、 4、 5、 6： 表3 不同螺旋藻含量的螺旋藻聚合物复合组织工程支架的性能： 说 明 书 4/6 页 6 CN 105833349 A 6 比较实施例3、 4、 5、 6， 当致孔剂用量为8倍混合溶液固体量时， 螺旋藻含量增加， 获得的 组织工程支架2秒时的表面接触角迅速下降， 当螺。
23、旋藻： 聚己内酯=1:2.3时， 该组织工程支 架5秒时将液体全部吸收。 表明随着螺旋藻含量增加， 该组织工程支架的亲水性进一步增 加， 其对液体的吸收速度加快， 并且其降解速度也随螺旋藻含量增加而加快， 这对组织工程 支架在人体内实现组织液的快速吸收及成骨后的降解是非常重要的。 0030 实施例7： 将螺旋藻粗提物0.2g和聚己内酯1.8g溶于乙酸， 配制成15%质量浓度的溶液， 搅拌48h 后与14g的NaCl和2g的聚乙二醇混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干 24时后， 再在真空度0.01MPa、 温度50下， 干燥48h， 取出样品浸入去离子水中， 每4h更换去 一次。
24、离子水， 共计18次， 得到的螺旋藻聚合物多孔支架材料0.001MPa下， 50真空干燥24h 后保存于真空干燥器中。 0031 比较实施例3和实施例7： 表4不同致孔剂及其组合对螺旋藻聚合物复合组织工程支架性能： 从表4可见， 2种致孔剂组合， 所得到的组织工程支架孔隙率较单种致孔剂高， 其对水的 吸收速度也明显快于同等用量的NaCl致孔剂。 0032 实施例8： 将螺旋藻粗提物0.2g和左旋聚乳酸1.8g溶于六氟异丙醇， 配置成10%浓度的溶液， 搅拌 48h后与16g的NaCl混合均匀， 然后将其浇筑于所需形状的模具中经室温风干24时后， 再在 真空度0.01MPa、 温度50下， 干燥48h， 取出样品浸入去离子水中， 每4h更换去一次离子水， 说 明 书 5/6 页 7 CN 105833349 A 7 共计18次， 得到的螺旋藻聚合物多孔支架材料0.001MPa下， 70真空干燥24h后保存于真空 干燥器中。 说 明 书 6/6 页 8 CN 105833349 A 8 。