一种用于骨-软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法技术

技术编号:15079904 阅读:273 留言:0更新日期:2017-04-07 12:22
本发明专利技术公开了一种用于骨‑软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法,属于生物材料技术领域。本发明专利技术首先制备两份质量分数相同的双键化生物大分子预聚液,然后分别将预聚液制备成包含修复因子纳米颗粒的上层软骨修复预聚液和包含钙磷纳米颗粒的下层软骨下骨修复预聚液,基于悬浮原理和光聚合反应,通过纳米颗粒的沉降、扩散作用形成功能随组成、结构的变化而变化的功能梯度水凝胶。本发明专利技术制备出的仿生水凝胶具备良好的生物可降解性、生物相容性,负载的生长因子效率高,缓释性能好,可诱导软骨、软骨下骨的修复,实现骨‑软骨的双向再生,满足关节软骨损伤的修复。

Method for preparing functional gradient hydrogel for bone cartilage repair

The invention discloses a preparation method for functionally graded hydrogel bone cartilage repair, which belongs to the technical field of biological materials. Prepared two copies of the mass fraction of double biological macromolecules in the same pre poly liquid of the invention, and then repair the pre upper prepolymer were prepared into cartilage repair factor containing nano particles and liquid contains calcium phosphate nanoparticles underlying subchondral bone repair prepolymerization liquid respectively, and the principle of optical suspension polymerization based on the function is changed by gradient, hydrogel settlement, functional changes with composition and structure formed by diffusion of nanoparticles. Biomimetic hydrogel prepared by the invention has good biocompatibility biodegradability, high efficiency, growth factor load, sustained release performance is good, can induce repair of cartilage, subchondral bone, bone cartilage regeneration to achieve two-way, meet the repair of articular cartilage injury.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物材料
,尤其涉及一种用于骨-软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法
技术介绍
关节软骨损伤是目前临床上面临的最具有挑战性的问题之一,目前,临床上关节软骨修复的治疗方法主要有微骨折法、自体软骨移植和同种异体软骨移植。软骨的再生和自体修复能力极其有限,而现有人工软骨假体存在生物活性差、与软骨下骨结合性能差等问题。水凝胶是一种具有亲水基团、能够在水中溶胀但又不溶于水的具有交联三维网状结构的聚合物,是一种重要的功能高分子材料,是当前材料科学的研究热点之一。水凝胶含有亲水性基团,可以在水中大量吸水膨胀,大都含有较高的含水量,模量较低,并能保持固体的形状。除此之外,通过采用不同的单体,多种单体共聚,填充纳米填料,在高分子链上接枝官能性基团等等可以获得各种功能性水凝胶,因此,水凝胶材料在生物、医药、化工等领域有着重要意义。尤其因水凝胶的结构和天然软骨的细胞外基质相似,已被广泛应用于骨软骨缺损再生的研究。然而,传统的可降解天然高分子水凝胶具有以下不足:水凝胶的力学性能差,难以适应关节所处的各种力学环境,限制了其作为骨软骨替换材料的应用;其次,软骨层厚度有限,软骨损伤将引起软骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于骨‑软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:A:通过甲基丙烯酸酐化在生物大分子上引入双键得到双键化生物大分子,将所述双键化生物大分子作为单体配制成两份质量分数相同的水溶液Ⅰ与水溶液Ⅱ,并在两份水溶液中加入等量的光引发剂;B:将步骤A中所述水溶液Ⅰ和将水溶液Ⅱ分别制备成上层软骨修复预聚液和下层软骨下骨修复预聚液,所述上层软骨修复预聚液含有负载软骨生长因子的蛋白纳米颗粒,所述下层软骨下骨修复预聚液含有钙磷纳米颗粒;C:将步骤B中上层软骨修复预聚液缓慢加入下层软骨下骨修复预聚液使其界面互溶,通过光聚合反应形成功能梯度水凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种用于骨-软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:A:通过甲基丙烯酸酐化在生物大分子上引入双键得到双键化生物大分子,将所述双键化生物大分子作为单体配制成两份质量分数相同的水溶液Ⅰ与水溶液Ⅱ,并在两份水溶液中加入等量的光引发剂;B:将步骤A中所述水溶液Ⅰ和将水溶液Ⅱ分别制备成上层软骨修复预聚液和下层软骨下骨修复预聚液,所述上层软骨修复预聚液含有负载软骨生长因子的蛋白纳米颗粒,所述下层软骨下骨修复预聚液含有钙磷纳米颗粒;C:将步骤B中上层软骨修复预聚液缓慢加入下层软骨下骨修复预聚液使其界面互溶,通过光聚合反应形成功能梯度水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种用于骨-软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤A中双键化生物大分子的制备步骤具体为:A1:称取生物大分子溶解于磷酸盐缓冲液中,在水浴条件下配制成溶液;A2:以0.5~3ml/min的速度将甲基丙烯酸酐滴加在生物大分子溶液中,然后搅拌反应2~24小时;A3:向生物大分子与甲基丙烯酸酐的反应液中加入磷酸盐缓冲液稀释以终止反应;A4:将步骤A3中稀释后溶液置于截留分子量为12~14kDa的透析袋中,用去离子水透析后冷冻干燥得到双键化生物大分子。3.根据权利要求1所述的一种用于骨-软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤B中上层软骨修复预聚液的制备具体为:在水溶液Ⅰ中加入包裹软骨生长因子的蛋白纳米颗粒,混合均匀形成上层软骨修复预聚液。4.根据权利要求1所述的一种用于骨-软骨修复的功能梯度水凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤B中下层软骨下骨修复预聚液的制备具体为:将水溶液Ⅱ分为两份,...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲁雄王志雄韩璐胥杰龙
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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