一种包覆有活性分子的双层多孔生物可降解材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种包覆有活性分子的双层多孔生物可降解材料，该材料通过以下步骤制备：（1）透明质酸与天然多糖进行交联；（2）交联溶液中加入致孔剂，恒温干燥；（3）多次纯化洗去致孔剂；（4）浸没于具有特定功效活性分子的透明质酸溶液中;(5)真空冷冻干燥。本发明专利技术具有双层结构，内层结构致密，机械性能和稳定性好，外层遇水产生粘附性，内外层均携带特定活性因子，有缓释效果。且成本低，工艺周期短，污染小，耗能低。能广泛应用于医药、化妆品等多个领域。

A bi-layer porous biodegradable material coated with active molecules and its preparation method and Application

The invention discloses a double-layer porous biodegradable material coated with active molecules, which is prepared by the following steps: (1) crosslinking hyaluronic acid with natural polysaccharide; (2) adding porogen in the crosslinking solution and drying at constant temperature; (3) purifying porogen several times; (4) immersing in hyaluronic acid solution with specific active molecules; (5) vacuum freezing. Dry. The invention has a double-layer structure, compact inner structure, good mechanical performance and stability, adherence of outer layer to water, and specific active factors are carried in both inner and outer layers, which has a slow-release effect. The process has the advantages of low cost, short process cycle, low pollution and low energy consumption. It can be widely used in medicine, cosmetics and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种包覆有活性分子的双层多孔生物可降解材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及可生物降解的新材料
，特别涉及一种包覆活性分子的多孔生物可降解材料及其制备方法，并涉及该材料在医用材料及细胞支架中的应用。
技术介绍
多孔材料具有相互连通的多孔结构，可制备成薄膜、凝胶、微球等多种形式，为材料外部和内部同时提供可控通路，创造营养物质等可交换流通的环境，被认为是最具有发展前景的组织工程支架材料。透明质酸(HyaluronicAcid，简称HA，又称玻璃酸)是广泛存在于人和动物体内的一种天然物质，由葡萄糖醛酸和乙酰氨基己糖组成双糖单位聚合而成的一种高分子黏多糖，无种属差异性，在医学领域，被广泛应用于外科手术领域用于防粘连及血管组织工程中作为内层支架材料，同时，由于透明质酸良好的生物相容性，其作为一种药物传递系统的媒介和载体被人们所熟知。将透明质酸进行适当程度的交联，能够使其分子结构更加稳定，水溶性相对减弱，粘弹性和力学强度增强，不改变生物相容性，可生物降解，安全，无免疫原性，对酸、碱、热、自由基和透明质酸酶的降解作用有更强的抵抗力，其中，添加纤维素等天然多糖的交联透明质酸材料不仅保留有可生物降解、良好生物相容性等优点，而且更具有了消炎、止血、柔韧性更高等优势。基于交联透明质酸或者其他多糖类的产品，包括防粘连类和烧伤止血类等产品，大多不具有可控的孔隙结构，这些产品在保护创伤面的同时，也阻碍了一些具有消炎、促进愈合等功效的物质的流通，不利于创伤面的营养愈合。而具有可控多孔结构的交联透明质酸及其他天然多糖材料则可以弥补这一不足，具有很大研究价值。另外，透明质酸作为一种可降解的高分子材料，在缓控释与靶向给药系统中的应用研究已经比较深入，而在生物材料中加入特定药物分子更可以大大增加其功能性。致孔剂滤沥法是最常用的多孔材料制备方法，包括溶液浇铸-致孔剂滤沥法，挤出成型-致孔剂滤沥法等。专利CN102178980A专利技术了一种天然高分子复合多孔纤维支架的制备方法：采用明胶、丝素蛋白、透明质酸中的一种或多种物质的混合物，以不同直径分布范围的石蜡微球为致孔剂，将天然高分子溶液倒入模具中浸没石蜡微球并冷冻，然后于不同溶剂中发生相分离洗去致孔剂，真空干燥后即可得到多孔纤维支架材料。该支架为块状结构，具有很高孔隙率、良好力学性能和孔隙连通结构，适用于细胞生长及组织修复再生的生物医用材料。该支架中所采用的蛋白、多糖等材料未经过交联，稳定性差，相分离过程中易发生溶解，真空冷冻干燥后即使不添加致孔剂，材料也具有多孔结构，以不同直径分布范围的石蜡微球为致孔剂意义不大，且成分之一的丝素蛋白为过敏原，可能会引起严重的过敏反应。专利CN1562389阐述了一种矿化丝蛋白/高分子复合多孔材料及其制备方法：该材料主要含有矿化丝蛋白和聚乳酸、透明质酸、壳聚糖等高分子材料中的任何一种，包含骨生长因子，首先制备水溶性脱胶丝蛋白，经过调节体系pH值、静置、离心、洗涤至中性，将沉淀真空干燥，研磨后和生物相容性较好的高分子复合得到多孔框架材料。该材料结构单一且加入的生长因子只能随材料降解而缓慢释放。专利CN1621097A专利技术的多孔骨修复材料，由壳聚糖或其衍生物形成的纤维集合体构成，其间承载有磷酸钙颗粒。该材料所采用的壳聚糖为动物源性材料，相较于人体内源物质透明质酸，可能会引起严重过敏反应，且该材料作为细胞分化的诱导材料，未有促生长等其他作用，功能较为单一。专利CN102380129A专利技术了一种透明质酸和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料及其制备方法：采用透明质酸、魔芋葡甘聚糖两种材料，以不同配比以及魔芋葡甘聚糖的交联，通过冷冻干燥法制得一种透明质酸和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料，用于软骨修复领域。此专利技术材料目的在于为干细胞提供生存空间，使细胞获得足够的营养物质，进行气体交换，但是该材料只具备单一的多孔结构，未添加一些特定的药物分子，功能较为单一。专利CN1200951C中提到多重交联HA技术，利用两种或多种选自羟基、羧基和氨基的官能团与透明质酸交联，采用戊二醛、碳化二亚胺、丁二醇二缩水甘油基醚等为交联剂，专利中提到的多重交联透明质酸技术既可以用于制备凝胶状态，也可以制备多重交联的透明质酸薄膜，不具备多孔结构，无法提供创伤面愈合所需的生长因子，且仅采用透明质酸，由于材料本身特性，往往会在伤口未愈合之前而降解掉。专利CN101027344专利技术了一种多孔可生物降解的薄膜，包含至少一种多糖衍生物以及至少一种由二元羧酸或羟基酸和二元醇获得的脂族或脂族-芳族可生物降解的聚酯，该材料主要应用于卫生用品领域，含有高分子聚酯，生物相容性差。专利CN102580166阐述的一种医用仿生透明薄膜植入材料及其制备方法和应用，其中公开的材料是通过静电纺丝和交联得到的透明多孔薄膜，含有胶原、多糖以及治疗性物质，所载治疗性物质随着薄膜降解而缓释，制备该材料采用的静电纺丝方法成本较高且对环境湿度、温度等要求较苛刻。
技术实现思路
为了解决目前存在的材料中存在的稳定性差，降解速度及活性分子释放速度单一，无孔结构不利于营养物质或空气流通等问题。本专利技术提供一种包覆有活性分子的多孔生物可降解材料。一种制备包覆有活性分子的双层多孔生物可降解材料，采用以下步骤制成：（1）将透明质酸和天然多糖溶解，加入交联剂，进行交联；所述透明质酸的质量浓度为0.5%~5.0%，所述的天然多糖质量浓度为0.25%~4.0%；透明质酸与天然多糖的质量比为1:0.25~2；（2）将步骤（1）制得的材料加入致孔剂，混合均匀后，进行恒温干燥；（3）将步骤（2）干燥后的材料加入溶剂发生相分离洗去致孔剂，制得透明质酸多孔交联多糖材料；（4）将步骤（3）制得的透明质酸多孔交联多糖材料，浸没于含有具有特定功效活性分子的透明质酸溶液中，使活性分子随透明质酸溶液吸附着于透明质酸多孔交联多糖材料的表面或包埋于多孔结构内；（5）将步骤（4）的材料进行二次干燥，真空冷冻干燥，制得具有双层结构的多孔生物可降解材料。其中，所述步骤（1）中，透明质酸分子量为500kD~3000kD；天然多糖为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基纤维素，黏度范围为600~1200mPa.s。其中，所述步骤（2）中，所述的致孔剂为纳米碳酸钙或石蜡，致孔剂直径为0.08µm~150µm，致孔剂加入后的质量浓度为0.1%~2%；恒温干燥的温度25~45℃。其中，所述步骤（4）中，所述的特定功效活性分子为生长因子、非甾体类抗炎药、抗凝药物、纤溶药物或抗生素；所述透明质酸溶液中透明质酸的质量浓度为0.5%~2.5%，特定功效活性分子为的质量浓度为0.01%~3%。其中，所述步骤（1）中，所述的交联为下述任一种方式：①单交联：所述的交联剂为碳化二亚胺，在pH5.0的磷酸盐缓冲液环境中进行单交联，碳化二亚胺的浓度为0.1M；②双重交联：所述的交联为丁二醇二缩水甘油醚和碳化二亚胺；先采用丁二醇二缩水甘油醚，在碱性条件（pH为10~12）下形成醚键，酸性条件（pH为3~5）下形成酯键；再采用碳化二亚胺在偏酸性环境（pH为3~6）中交联氨基和羧基形成酰胺键；所述丁二醇二缩水甘油醚的浓度为0.2%~1%，所述碳化二亚胺的浓度为0.04%~4%；③多重交联：所述的交联剂丁二醇二缩水甘油醚，用1%NaOH调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包覆有活性分子的双层多孔生物可降解材料，其特征在于，采用以下步骤制成：（1）将透明质酸和天然多糖溶解，加入交联剂，进行交联；所述透明质酸的质量浓度为0.5%~5.0%，所述的天然多糖质量浓度为0.25%~4.0%；透明质酸与天然多糖的质量比为1:0.25~2；（2）将步骤（1）制得的材料加入致孔剂，混合均匀后，进行恒温干燥；（3）将步骤（2）干燥后的材料加入溶剂发生相分离洗去致孔剂，制得透明质酸多孔交联多糖材料；（4）将步骤（3）制得的透明质酸多孔交联多糖材料，浸没于含有具有特定功效活性分子的透明质酸溶液中，使活性分子随透明质酸溶液吸附着于透明质酸多孔交联多糖材料的表面或包埋于多孔结构内；（5）将步骤（4）的材料进行二次干燥，真空冷冻干燥，制得具有双层结构的多孔生物可降解材料。

【技术特征摘要】
1.一种包覆有活性分子的双层多孔生物可降解材料，其特征在于，采用以下步骤制成：（1）将透明质酸和天然多糖溶解，加入交联剂，进行交联；所述透明质酸的质量浓度为0.5%~5.0%，所述的天然多糖质量浓度为0.25%~4.0%；透明质酸与天然多糖的质量比为1:0.25~2；（2）将步骤（1）制得的材料加入致孔剂，混合均匀后，进行恒温干燥；（3）将步骤（2）干燥后的材料加入溶剂发生相分离洗去致孔剂，制得透明质酸多孔交联多糖材料；（4）将步骤（3）制得的透明质酸多孔交联多糖材料，浸没于含有具有特定功效活性分子的透明质酸溶液中，使活性分子随透明质酸溶液吸附着于透明质酸多孔交联多糖材料的表面或包埋于多孔结构内；（5）将步骤（4）的材料进行二次干燥，真空冷冻干燥，制得具有双层结构的多孔生物可降解材料。2.根据权利要求1所述的双层多孔生物可降解材料，其特征在于：所述步骤（1）中，透明质酸分子量为500kD~3000kD；天然多糖为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基纤维素，黏度范围为600~1200mPa.s。3.根据权利要求1所述的双层多孔生物可降解材料，其特征在于，所述步骤（2）中，所述的致孔剂为纳米碳酸钙或石蜡，致孔剂直径为0.08µm~150µm，致孔剂加入后的质量浓度为0.1%~2%；恒温干燥的温度25~45℃。4.根据权利要求1所述的双层多孔生物可降解材料，其特征在于，所述步骤（4）中，所述透明质酸溶液中透明质酸的质量浓度为0.5%~2.5%，特定功效活性分子为的质量浓度为0.01%~3%。5.根据权利要求1所述的双层多孔生物可降解材料，其特征在于，所述步骤（4）中，所述的特定功效活性分子为生长因子、非甾体类抗炎药、麻醉剂、抗生素，其中生长因子为：血管内皮生长因子、重组人表皮生长因子、重组人类血小板源性生长因子、粒细胞集落刺激因子中的一种，非甾体类抗炎药为：对乙酰氨基酚、布洛芬、酮洛酸中的一种，麻醉剂为：利多卡因、丁卡因中的一种，抗生素为左氧氟沙星、环丙沙星...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓毅，宋永民，宫衍革，耿凤，郭文逸，郭学平，
申请(专利权)人：华熙福瑞达生物医药有限公司，山东华熙海御生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37