一种注射用多功能复合型水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种注射用多功能复合型水凝胶及其制备方法，属于生物医药领域。本发明专利技术提供的这种注射用多功能复合型水凝胶是由胶原(Col)、透明质酸(HA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以及聚乳酸‑羟基乙酸共聚物(PLGA)包裹的硫酸乙酰肝素(HS)和转化生长因子‑β(TGF‑β)复合而成的Col‑HA‑PVP‑Nanoparticles四元复合型水凝胶，它高度仿生细胞外基质(ECM)的组成和结构，具有较好的稳定性，保水率及力学性能；同时，可促进骨组织的再生和修复。

A multifunctional composite hydrogel for injection and its preparation method

The invention relates to a multifunctional composite hydrogel for injection and a preparation method thereof, belonging to the field of biological medicine. The multifunctional composite hydrogel used in this invention is composed of collagen (Col), hyaluronic acid (HA), polyvinylpyrrolidone (PVP), and polyacid hydroxy acetic acid copolymer (PLGA) encapsulated with heparan sulfate (HS) and transforming growth factor beta (TGF) beta (TGF) beta (TGF) beta (PLGA beta), which are composed of Col HA PVP PVP Nanoparticles four element composite type Hydrogels, which have high biomimetic composition and structure of extracellular matrix (ECM), have good stability, water retention and mechanical properties, at the same time, it can promote the regeneration and repair of bone tissue.

【技术实现步骤摘要】
一种注射用多功能复合型水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及一种注射用多功能复合型水凝胶及其制备方法，属于生物医药领域。
技术介绍
骨关节炎，又称退行性关节病、骨关节病，与骨质增生有密切联系，骨质增生与人体衰老密切相关，多数老人都可能伴有骨质增生，自然容易得骨关节炎。临床数据显示，45岁以下人群骨关节炎患病率仅为2％，而65岁以上人群患病率高达68％，在医生看来人到老年都患有不同程度的骨关节炎，骨关节炎严重者寿命约会缩短10～15年。目前常用的治疗骨关节炎的药物主要包括非甾体类消炎药、糖皮质激素、粘弹性补充治疗药物、生物类缓解疾病的药物以及最新的透明质酸结合药物的凝胶缓释体系。然而，现有的治疗骨关节炎的传统药物以及最新的可注射医用水凝胶的药物存在仿生化体系构建不足、在软骨基质中渗透性较差，抗炎作用不持久，缺乏组织修复效果以及天然高分子降解速率不可控，机械性能差等问题。因此，开发出一种新型的仿生化、稳定性好、具有持久抗炎性和促进关节组织修复效果的可用于治疗骨关节炎的注射用多功能复合型水凝胶产品具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于开发出一种仿生化、稳定性好、具有持久抗炎性和促进关节组织修复效果的可用于治疗骨关节炎的注射用多功能复合型水凝胶产品。本专利技术提供的这种多功能复合型水凝胶高度仿生细胞外基质(ECM)的组成和结构，具有较好的稳定性，保水率及力学性能；同时，可促进骨组织的再生和修复。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种注射用多功能复合型水凝胶，所述注射用多功能复合型水凝胶是由胶原(Col)、透明质酸(HA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以及聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)包裹的硫酸乙酰肝素(HS)和转化生长因子-β(TGF-β)纳米粒子(Nanoparticles)复合而成的Col-HA-PVP-Nanoparticles四元复合型水凝胶。本专利技术提供了一种注射用多功能复合型水凝胶的制备方法，具体步骤如下：步骤1：在水中加入透明质酸(HA)和氢氧化钠(NaOH)，制成透明质酸(HA)水溶液；步骤2：在步骤1所得的透明质酸(HA)水溶液中加入适量的交联剂以及胶原(Col)，制成Col-HA交联物；步骤3：将步骤2所得的Col-HA交联物用水配置成Col-HA水溶液；步骤4：在水中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，溶解，制成聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液；步骤5：将步骤3所得Col-HA水溶液和步骤4所得聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液按比例混合，制得Col-HA-PVP复合凝胶；步骤6：制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米微球；步骤7：在水中加入硫酸乙酰肝素(HS)和转化生长因子-β(TGF-β)，形成HS-TGF-β混合物；步骤8：将步骤6所得的PLGA纳米微球放置于聚醚酰亚胺(PEI)溶液中，再浸于步骤7所得的HS-TGF-β混合物溶液中，制得包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球；步骤9：将步骤8所得的包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球浸入步骤5所得的Col-HA-PVP复合凝胶水溶液中，制得Col-HA-PVP-Nanoparticles四元复合凝胶。在本专利技术的一种实施方式中，所述水为去离子水。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤1为在去离子水中加入透明质酸(HA)和氢氧化钠(NaOH)，搅拌溶解，制成透明质酸(HA)水溶液。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤1中水、透明质酸(HA)、氢氧化钠(NaOH)的质量比为100:6:0.6。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤2为在步骤1所得的透明质酸(HA)水溶液中加入适量的交联剂以及胶原(Col)，常温下交联过夜，制成Col-HA交联物。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤2中交联剂为三偏磷酸钠(STMP)。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤2中交联剂为用水配制而成的浓度为0.25g/mL的STMP水溶液。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤2中胶原(Col)的添加量为透明质酸(HA)质量的5％。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤3为将步骤2所得的Col-HA交联物自然干燥后，用去离子水冲洗、浸泡，将多余的交联剂完全去除，用去离子水配置成Col-HA水溶液。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤3为将步骤2所得的Col-HA交联物自然干燥后，用水冲洗多遍，再用水浸泡2小时以上，将多余的交联剂去除完全，然后用水配制成质量分数为1％的Col-HA水溶液。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤4为在去离子水中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，搅拌溶解，制成聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤4为将水、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)按质量比4:1混合，在80℃下搅拌溶解，制成质量分数为25％聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤5为将步骤3所得Col-HA水溶液和步骤4所得聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液按比例混合，静止除去气泡，冷冻干燥，制得Col-HA-PVP复合凝胶。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤5中Col-HA水溶液、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液的质量比(体积比)为1:1。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤6为采用双乳化-溶剂挥发技术制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米微球。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤7为在去离子水中加入硫酸乙酰肝素(HS)和转化生长因子-β(TGF-β)纳米粒子(Nanoparticles)，搅拌后孵育，形成HS-TGF-β混合物。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤7为将水、硫酸乙酰肝素(HS)、转化生长因子-β(TGF-β)按质量比(体积比)10000:5:0.01混合，搅拌20s后室温中孵育40min，形成HS-TGF-β混合物。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤8为将步骤6所得的PLGA纳米微球放置于聚醚酰亚胺(PEI)溶液中，搅拌后离心，收集后用蒸馏水洗涤，再浸于步骤7所得的HS-TGF-β混合物溶液中，不断搅拌后离心，去离子水漂洗后收集，冻干后制得包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤8为将步骤6所得的PLGA纳米微球放置于浓度为1mg/mL聚醚酰亚胺(PEI)溶液中，PLGA纳米微球、聚醚酰亚胺(PEI)溶液的质量比为1:10，搅拌后离心，收集后用蒸馏水洗涤，再浸于步骤7所得的HS-TGF-β混合物溶液中，不断搅拌10min，经过1000rpm离心2min，用水漂洗后收集，冻干后制得包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤9为将步骤8所得的包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球浸入步骤5所得的Col-HA-PVP复合凝胶水溶液中，使纳米微球分散在复合凝胶中，真空干燥，去离子水洗涤，换液后再浸泡，冻干后制得Col-HA-PVP-Nanoparticles四元复合凝胶。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤9为将步骤8所得的包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球浸入步骤5所得的Col-HA-PVP复合凝胶水溶液中，包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球、Col-HA-PVP复合凝胶水溶液的质量比为2:1，使纳米微球分散在复合凝胶中，-53℃下真空干燥12小时，用水洗涤1小时，换3次液后再浸泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注射用多功能复合型水凝胶，其特征在于，所述注射用多功能复合型水凝胶是由胶原(Col)、透明质酸(HA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以及聚乳酸‑羟基乙酸共聚物(PLGA)包裹的硫酸乙酰肝素(HS)和转化生长因子‑β(TGF‑β)纳米粒子(Nanoparticles)复合而成的Col‑HA‑PVP‑Nanoparticles四元复合型水凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种注射用多功能复合型水凝胶，其特征在于，所述注射用多功能复合型水凝胶是由胶原(Col)、透明质酸(HA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以及聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)包裹的硫酸乙酰肝素(HS)和转化生长因子-β(TGF-β)纳米粒子(Nanoparticles)复合而成的Col-HA-PVP-Nanoparticles四元复合型水凝胶。2.如权利要求1所述的一种注射用多功能复合型水凝胶的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1：在水中加入透明质酸(HA)和氢氧化钠(NaOH)，制成透明质酸(HA)水溶液；步骤2：在步骤1所得的透明质酸(HA)水溶液中加入适量的交联剂以及胶原(Col)，制成Col-HA交联物；步骤3：将步骤2所得的Col-HA交联物用水配置成Col-HA水溶液；步骤4：在水中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，溶解，制成聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液；步骤5：将步骤3所得Col-HA水溶液和步骤4所得聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液按比例混合，制得Col-HA-PVP复合凝胶；步骤6：制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米微球；步骤7：在水中加入硫酸乙酰肝素(HS)和转化生长因子-β(TGF-β)，形成HS-TGF-β混合物；步骤8：将步骤6所得的PLGA纳米微球放置于聚醚酰亚胺(PEI)溶液中，再浸于步骤7所得的HS-TGF-β混合物溶液中，制得包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球；步骤9：将步骤8所得的包裹HS-TGF-β的PLGA纳米微球浸入步骤5所得的Col-HA-PVP复合凝胶水溶液中，制得Col-HA-PVP-Nanoparticles四元复合凝胶。3.如权利要求2所述的一种注射用多功能复合型水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1中水、透明质酸(HA)、氢氧化钠(NaOH)的质量比为100:6:0.5-100:6:1。4.如权利要求2或3所述的一种注射用多功能复合型水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2中交联剂为三偏磷酸钠(STMP)。5.如权利要求2-4任一所述的一种注射用多功能复合型水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2中交联剂为用水配制而成的浓度为0.25g/mL的STMP水溶液。6.如权利要求2-5任一所述的一种注射用多功能复合型水凝胶的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓超，陈敬华，邱立朋，闫昳姝，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32