一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚合物材料加工和生物医学领域，涉及一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料及其制备方法。本发明专利技术提供一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，所述方法为：将左旋聚乳酸和右旋聚乳酸与致孔剂通过溶液浇铸法制得聚乳酸立构共混物；去除聚乳酸立构复合物中的致孔剂，后干燥得聚合物组织工程支架多孔材料；左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的质量比为：1：9～9：1，聚乳酸与致孔剂的质量比为：1：6～1：2，聚乳酸＝左旋聚乳酸+右旋聚乳酸。本发明专利技术所得组织工程支架用聚乳酸多孔材料具有高度可控的孔结构与孔尺寸、很高的开孔率；其孔隙率为70‑82％，37℃下储能模量可达：630～3327MPa。并且具备很好的生物相容性。

A porous polylactic acid material for tissue engineering scaffold and its preparation method

The invention belongs to the field of polymer material processing and biomedicine, and relates to a polylactic porous material for tissue engineering scaffold and its preparation method. The invention provides a tissue engineering scaffold with poly lactic acid preparation method of porous materials, the method is as follows: the poly L-lactic acid and dextran poly lactic acid and porogen by solution casting method of polylactic acid stereoblock polylactic acid blend; removal of the porogen in the compound, after drying to obtain polymer scaffolds for tissue engineering porous materials; quality of poly-L-lactic acid and dextran polylactic acid ratio of 1:9 to 9:1, the quality of polylactic acid and porogen ratio: 1:6 ~ 1:2, polylactic acid = poly-L-lactic acid + dextrorotation polylactic acid. Open hole structure and hole the tissue engineering scaffold PLA porous material with high controllable size, high rate; the porosity of 70 82%, 37 C storage modulus can reach 630 ~ 3327MPa. And it has good biocompatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料及其制备方法
本专利技术属于聚合物材料加工和生物医学领域，具体涉及一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料及其制备方法。
技术介绍
组织工程学是随着医疗发展的需求于近几十年兴起的。对组织工程学较早的定义是由RobertLanger教授于1993年提出的，他将组织工程学定义为：应用生物学和工程学技术来研发受损组织功能性替代物的综合学科。这一定义被进一步扩展为：应用工程学和生命科学原理和技术来研究正常的与病理的哺乳动物组织结构与功能的基本关系，并研制生物替代物来恢复、维持和提高组织性能。组织工程过程中的关键要素包括：细胞，生物因子和组织工程支架。组织工程支架作为细胞的载体是组织工程学的关键部分发挥着至关重要的作用。组织工程支架为细胞提供生长繁殖的环境并诱导形成具有一定几何外形的组织结构，在植入人体后提供适当的力学性能并能够在体内随着细胞的繁殖、新组织的生成而降解。组织工程支架材料目前的研究热点是可降解生物高分子材料，目前常被应用为组织工程支架材料的高分子材料主要包括天然高分子材料(如：壳聚糖、甲壳素、纤维蛋白、胶原、明胶、淀粉、透明质酸等)和人工合成高分子材料(如：聚乳酸(PLA)，聚乙醇酸、聚己内酯、聚羟基丁酯等)。聚乳酸(PLA)由于其优异的生物降解性能、机械性能及生物相容性能，受到了材料科学及医疗科学研究工作者的广泛青睐。如：1)CN1749319A公开了一种超临界CO2技术制备组织工程用三维多孔支架材料的方法，该方法可用可生物降解的聚乳酸及其共聚物作为基材，加入致孔剂热压成型后，在高压釜中通入超临界CO2，经保压后快速降压发泡，然后用一种聚合物材料不溶而致孔剂溶解的溶剂将致孔剂浸泡沥出，干燥后得到三维多孔支架材料。2)CN105797215A公开了一种骨组织工程用聚乳酸/羟基磷灰石晶须复合多孔支架，该复合多孔支架由聚乳酸和羟基磷灰石晶须组成，其中羟基磷灰石晶须为0.5-50wt％，聚乳酸为50-99wt％，复合多孔支架的孔隙率为45.8-91.1％，不规则直通孔的孔径为50-600um，复合多孔支架的抗压强度为1.2-19.1MPa。3)CN102875834B公开了一种组织工程用聚乳酸多孔支架材料的高压成型方法，其以聚乳酸PLA和碳酸钙为主要原料采用“高压成型-粒子沥滤”的方法制备组织工程用聚乳酸多孔支架材料，发现当CaCO3含量为90％时，支架材料不仅具有较高的孔隙率(80.59％)、孔连通率(99.62％)，还同时具备一定的储能模量(53.7MPa)。但是上述公开的聚乳酸为原料制备工程支架材料的方法均存在工艺过程复杂的缺陷，并且由于添加了其他填料使得其作为工程支架时生物相容性较差。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，该制备方法工艺简单，原料完全为生物降解材料，并且所得组织工程支架用聚乳酸多孔材料孔隙率高，储能模量高。本专利技术的技术方案：本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，所述制备方法为：先将左旋聚乳酸和右旋聚乳酸与致孔剂通过溶液浇铸法制得聚乳酸立构共混物；再去除聚乳酸立构共混物中的致孔剂，然后干燥即得聚合物组织工程支架多孔材料；其中，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的质量比为：1：9～9：1，聚乳酸与致孔剂的质量比为：1：6～1：2，聚乳酸＝左旋聚乳酸+右旋聚乳酸。进一步，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的质量比为4：6～6：4，聚乳酸与致孔剂的质量比为1：4～3：7；优选的，左旋聚乳酸与右旋聚乳酸的质量比为1：1。进一步，上述组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法中，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸与致孔剂通过溶液浇铸法制得聚乳酸立构共混物的方法为：将干燥并称量好的左旋聚乳酸(PLLA)，右旋聚乳酸(PDLA)分别溶于溶剂中，搅拌2～4h得到左旋聚乳酸溶液和右旋聚乳酸溶液，再混合左旋聚乳酸溶液和右旋聚乳酸溶液，搅拌2～48h(优选为24h，搅拌至溶液成为均一的溶液)；再加致孔剂颗粒，搅拌至溶液粘度足够大，致孔剂颗粒不再沉底时停止搅拌，再进行溶液浇铸；在室温条件下放置1～14天(优选为7天)，待溶剂挥发即得到聚乳酸立构共混物；其中，聚乳酸(左旋聚乳酸+右旋聚乳酸)与溶剂的比例为：1g/25ml～1g/5ml。进一步，所述聚乳酸与溶剂的比例为1g/15ml～2g/15ml；优选的，聚乳酸与溶剂的比例为2g/15ml。进一步，所述致孔剂为氯化钠、葡萄糖、柠檬酸钠、蔗糖、碳酸钙或琼脂粒子；优选为氯化钠。进一步，所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、四氯化碳或六氟异丙醇；优选为二氯甲烷。进一步，上述组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法中，去除聚乳酸立构共混物中致孔剂的方法为：采用溶剂溶解去除致孔剂，所述溶剂包括但不限于去离子水、甲醇或乙醇；优选为去离子水；具体方法为：将得到的共混物放入去离子水中对致孔剂进行沥洗，去离子水每1～24小时更换一次，溶解时间为1～14天。优选的，溶解时间为2～7天，去离子水更换间隔时间为5～8小时。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料，所述多孔材料采用上述方法制备得到。进一步，所述组织工程支架用聚乳酸多孔材料的孔隙率为70～82％，37℃下储能模量为：630～3327MPa。本专利技术的有益效果：(1)溶液浇铸方法的使用，多孔支架可以制成任意形状，满足特殊的形状要求。(2)水溶性致孔剂(如氯化钠)的使用使得致孔剂的去除过程十分安全环保，而且致孔剂可回收利用。同时，这种聚乳酸多孔支架具有完全生物可降解性，良好的生物相容性。(3)该方法制得的多孔支架，开孔率、孔的形貌和孔的尺寸都可以由聚乳酸与致孔剂的质量比、致孔剂的形貌和尺寸来调控，具有高度可调控性，能满足不同的要求。(4)由于左旋聚乳酸和右旋聚乳酸能在溶液共混的过程中形成聚乳酸立构复合晶体，使得聚乳酸多孔支架具有良好的耐热性，能在225℃下仍然具有极好的尺寸稳定性，并且能够在121℃的高压医疗器械消毒环境下进行长时间消毒灭菌，能够满足作为组织工程支架材料易消毒的条件。(5)左旋聚乳酸与右旋聚乳酸能在溶液共混的过程中形成网络状的聚乳酸立构复合晶体，这使得多孔支架具有优异的机械性能，能应用于骨组织修复等材料领域。(6)左旋聚乳酸与右旋聚乳酸能在溶液共混的过程中形成网络状的聚乳酸立构复合晶体，这使得多孔支架能获得更好的耐水解性能；其在水溶液环境或者生物体内环境中，降解所产生乳酸的速率会减慢，力学性能的降低进程会减慢，并且生物相容性也会更好。(7)本专利技术所得的多孔支架具有高度可控的孔结构与孔尺寸、很高的开孔率；所得组织工程支架用聚乳酸多孔材料的孔隙率为70-82％，37℃下储能模量为：630～3327MPa。附图说明：图1为实施例一所得工程支架用聚乳酸多孔材料的SEM图。图2为实施例二所得工程支架用聚乳酸多孔材料的SEM图。图3为实施例三所得工程支架用聚乳酸多孔材料的SEM图。图4为实施例四所得工程支架用聚乳酸多孔材料的SEM图。图5为实施例五所得工程支架用聚乳酸多孔材料的SEM图。图6为对比例一所得工程支架用聚乳酸多孔材料的SEM图。图7为实施例一到实施例六以及对比例一的所得工程支架用聚乳酸多孔材料储能模量与温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将左旋聚乳酸和右旋聚乳酸与致孔剂通过溶液浇铸法制得聚乳酸立构共混物；再去除聚乳酸立构共混物中的致孔剂，然后干燥即得聚合物组织工程支架多孔材料；其中，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的质量比为：1：9～9：1，聚乳酸与致孔剂的质量比为：1：6～1：2，聚乳酸＝左旋聚乳酸+右旋聚乳酸。

【技术特征摘要】
1.一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将左旋聚乳酸和右旋聚乳酸与致孔剂通过溶液浇铸法制得聚乳酸立构共混物；再去除聚乳酸立构共混物中的致孔剂，然后干燥即得聚合物组织工程支架多孔材料；其中，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的质量比为：1：9～9：1，聚乳酸与致孔剂的质量比为：1：6～1：2，聚乳酸＝左旋聚乳酸+右旋聚乳酸。2.根据权利要求1所述的一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，其特征在于，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的质量比为4：6～6：4，聚乳酸与致孔剂的质量比为1：4～3：7；优选的，左旋聚乳酸与右旋聚乳酸的质量比为1：1。3.根据权利要求1或2所述的一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，其特征在于，所述左旋聚乳酸和右旋聚乳酸与致孔剂通过溶液浇铸法制得聚乳酸立构共混物的方法为：将左旋聚乳酸，右旋聚乳酸分别溶于溶剂中，搅拌2～4h得到左旋聚乳酸溶液和右旋聚乳酸溶液，再混合左旋聚乳酸溶液和右旋聚乳酸溶液，搅拌2～48h；再加致孔剂颗粒，搅拌至溶液粘度大到致孔剂颗粒不再沉底时停止搅拌，进行溶液浇铸；然后在室温条件下放置1～14天，待溶剂挥发后得到聚乳酸立构共混物；其中，聚乳酸与溶剂的比例为：1g/25ml～1g/5ml。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种组织工程支架用聚乳酸多孔材料的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸与溶剂的比例为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟，谢燕，王云兵，兰小蓉，包睿莹，雷洋，曹志强，杨鸣波，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51