一种富氧温敏型水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种富氧温敏型水凝胶及其制备方法，其由CS酸溶液、β‑GP溶液、HEC溶液和潘氟隆乳液混合而成；所述水凝胶中潘氟隆含量为5.0vol%～15.0vol%。本富氧温敏型水凝胶无毒副作用，具有良好的理化性质、释氧性能及微观结构，组织相容性好，可被完全代谢清除，能够促进骨缺损愈合，适合被当作氧气的缓释载体用于骨组织工程领域。本富氧温敏型水凝胶具有CS的基本生物特性，已通过实验证明具有良好的组织相容性和降解性，对周围组织无明显刺激及毒副作用，可被逐渐完全代谢清除；这一降解过程可以为新生骨组织提供生长空间，有利于骨质愈合。

【技术实现步骤摘要】
一种富氧温敏型水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及一种富氧骨填充材料，尤其是一种富氧温敏型水凝胶及其制备方法。
技术介绍
高能性创伤所致的骨损伤已成为创伤领域的主要病种之一。如何高效的修复并重建此类损伤所导致的骨缺损、骨不连甚至骨坏死已成为目前骨科研究的重点课题。开展应用骨组织工程学原理修复此类损伤的研究成为骨缺损修复研究领域的新希望。骨组织损伤后，由于损伤部位的血流中断或血肿形成，造成局部氧分压降低。有研究表明：骨折血流中断后，中央部位氧分压甚至降低到0%～2%。而缺氧可导致骨的代谢异常，骨髓微环境缺氧对骨形成和骨吸收之间的动态平衡有很大的影响。因此，通过研究构建一种富氧材料，并将其与骨组织工程材料相复合用于修复骨缺损，能改善组织工程骨移植后内部早期缺氧环境，提高干细胞（种子细胞）的成活及活性，从而促进骨的再生与愈合。氧是维持生命必不可少的物质。人体正常组织和组织间隙中的氧分压为24～66mmHg(1mmHg=0.133kPa)，即3％～9％(体积分数)。而目前细胞体外培养环境的氧分压通常为159mmHg，即氧的体积分数约为21％。Papandreou等认为外界氧供和细胞的氧需应该维持平衡，从而保证细胞的良好生长环境。骨组织损伤后，由于损伤部位的血流中断或血肿形成，造成局部氧分压降低。有研究表明：骨折血流中断后，中央部位氧分压甚至降低到0%～2%。而缺氧可导致骨的代谢异常，骨髓微环境缺氧对骨形成和骨吸收之间的动态平衡有很大的影响。因此，维持骨组织损伤后的氧稳态，使损伤局部的氧浓度在特定的范围内波动，对于促进骨再生和愈合至关重要，其中及时有效的复氧已经被认为是关键的一步。另外，目前当接种有细胞的组织工程骨移植入体内时，早期细胞的氧供状态，往往劣于体外培养环境。而且越是位于支架内部中心位置的细胞，越是难以得到充足的氧供。而当细胞处于缺氧状态时，它们的粘附、增殖、活性以及功能状态将大打折扣，甚者会发生凋亡或坏死。这不仅会严重影响种子细胞修复功能的发挥，而且细胞坏死所产生的产物将会进一步阻碍缺损的修复。因此，构建一种富氧材料，并将其与组织工程骨复合，会改善组织工程支架内部早期低氧环境，促进移植的种子细胞的存活，从而提高功能化组织工程支架的修复能力。目前在富氧骨填充材料方面还未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种修复效果好的富氧温敏型水凝胶；本专利技术还提供了一种富氧温敏型水凝胶的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：其由CS酸溶液、β-GP溶液、HEC溶液和潘氟隆乳液混合而成；所述水凝胶中潘氟隆含量为5.0vol%～15.0vol%。本专利技术所述水凝胶中各成分的含量为：CS1.0%～1.5%g/ml、β-GP1.5%～2.0%g/ml、HEC0.3%～0.7%g/ml。本专利技术方法采用上述的成分配比，其方法工艺为：取CS酸溶液、β-GP溶液、HEC溶液和潘氟隆乳液混合，在冰浴条件下充分混合，即可得到所述的水凝胶胶液。本专利技术方法所述CS酸溶液由CS粉末与盐酸溶液或醋酸溶液配制而成，所述CS酸溶液中CS含量为1%～5%g/ml。本专利技术方法所述β-GP溶液由β-GP粉末和水配制而成，β-GP含量为10%～25%g/ml。本专利技术方法所述HEC溶液由HEC粉末和水配制而成，HEC含量为1%～6%g/ml。本专利技术方法所述潘氟隆乳液的配置过程为：将蛋黄卵磷脂加入到Tyrode盐缓冲液或PBS盐缓冲液中，混合后乳化，得到基础乳液；在基础乳液中加入潘氟隆原液，混合后乳化，得到乳化液；乳化液在高压氧环境下充氧，即可得到所述的潘氟隆乳液。所述潘氟隆乳液中潘氟隆含量为10vol%～45vol%。所述蛋黄卵磷脂80～110mg加入到550～900μL的Tyrode盐缓冲液或PBS盐缓冲液之中。所述乳化均采用超声乳化。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术无毒副作用，具有良好的理化性质、释氧性能及微观结构，组织相容性好，可被完全代谢清除，能够促进骨缺损愈合，适合被当作氧气的缓释载体用于骨组织工程领域。本专利技术具有CS的基本生物特性，已通过实验证明具有良好的组织相容性和降解性，对周围组织无明显刺激及毒副作用，可被逐渐完全代谢清除；这一降解过程可以为新生骨组织提供生长空间，有利于骨质愈合。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术5%和10%潘氟隆浓度富氧温敏型水凝胶的放氧率曲线图；图2和图3是本专利技术富氧温敏型水凝胶冻干后断面的电镜扫描图；图4是富氧温敏型水凝胶包埋于兔大腿肌肉中2周时组织的电镜扫描图；图5是富氧温敏型水凝胶包埋于兔大腿肌肉中4周时组织的电镜扫描图；图6是富氧温敏型水凝胶包埋于兔大腿肌肉中6周时组织的电镜扫描图；图7是富氧温敏型水凝胶包埋于兔大腿肌肉中8周时组织的电镜扫描图；图8是修复兔股骨髁骨缺损实验第4周时实验组的X线检查图；图9是修复兔股骨髁骨缺损实验第4周时对照组的X线检查图；图10是修复兔股骨髁骨缺损实验第4周时空白组的X线检查图；图11是修复兔股骨髁骨缺损实验第12周时实验组的X线检查图；图12是修复兔股骨髁骨缺损实验第12周时对照组的X线检查图；图13是修复兔股骨髁骨缺损实验第12周时空白组的X线检查图；图14是修复兔股骨髁骨缺损实验第4周时三维Micro-CT图；图15是修复兔股骨髁骨缺损实验第4周时伪彩Micro-CT图；图16是修复兔股骨髁骨缺损实验第4周时二维Micro-CT图；图17是修复兔股骨髁骨缺损实验第6周时三维Micro-CT图；图18是修复兔股骨髁骨缺损实验第6周时伪彩Micro-CT图；图19是修复兔股骨髁骨缺损实验第6周时二维Micro-CT图；图20是修复兔股骨髁骨缺损实验第8周时三维Micro-CT图；图21是修复兔股骨髁骨缺损实验第8周时伪彩Micro-CT图；图22是修复兔股骨髁骨缺损实验第8周时二维Micro-CT图；图23是修复兔股骨髁骨缺损实验第12周时三维Micro-CT图；图24是修复兔股骨髁骨缺损实验第12周时伪彩Micro-CT图；图25是修复兔股骨髁骨缺损实验第12周时二维Micro-CT图；图26是修复兔股骨髁骨缺损实验Micro-CT数据分析TMD图；图27是修复兔股骨髁骨缺损实验Micro-CT数据分析BVF图；图28是修复兔股骨髁骨缺损实验Micro-CT数据分析Tb.N图；图29是修复兔股骨髁骨缺损实验Micro-CT数据分析Tb.Th图；图30是修复兔股骨髁骨缺损实验Micro-CT数据分析SMI图；图31是修复兔股骨髁骨缺损实验4周时实验组的组织形态图；图32是修复兔股骨髁骨缺损实验4周时对照组的组织形态图；图33是修复兔股骨髁骨缺损实验4周时空白组的组织形态图；图34是修复兔股骨髁骨缺损实验4周时CD31免疫组化图片；图35是修复兔股骨髁骨缺损实验6周时实验组的组织形态图；图36是修复兔股骨髁骨缺损实验6周时对照组的组织形态图；图37是修复兔股骨髁骨缺损实验6周时空白组的组织形态图；图38是修复兔股骨髁骨缺损实验6周时CD31免疫组化图片；图39是修复兔股骨髁骨缺损实验8周时实验组的组织形态图；图40是修复兔股骨髁骨缺损实验8周时对照组的组织形态图；图41是修复兔股骨髁骨缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富氧温敏型水凝胶，其特征在于：其由CS酸溶液、β‑GP溶液、HEC溶液和潘氟隆乳液混合而成；所述水凝胶中潘氟隆含量为5.0vol%～15.0vol%。

【技术特征摘要】
1.一种富氧温敏型水凝胶，其特征在于：其由CS酸溶液、β-GP溶液、HEC溶液和潘氟隆乳液混合而成；所述水凝胶中潘氟隆含量为5.0vol%～15.0vol%。2.根据权利要求1所述的一种富氧温敏型水凝胶，其特征在于，所述水凝胶中各成分的含量为：CS1.0%～1.5%g/ml、β-GP1.5%～2.0%g/ml、HEC0.3%～0.7%g/ml。3.一种富氧温敏型水凝胶的制备方法，采用权利要求1所述的成分配比，其特征在于：取CS酸溶液、β-GP溶液、HEC溶液和潘氟隆乳液混合，在冰浴条件下充分混合，即可得到所述的水凝胶胶液。4.根据权利要求3所述的一种富氧温敏型水凝胶的制备方法，其特征在于：所述CS酸溶液由CS粉末与盐酸溶液或醋酸溶液配制而成，所述CS酸溶液中CS含量为1.5%～5%g/ml。5.根据权利要求3所述的一种富氧温敏型水凝胶的制备方法，其特征在于：所述β-GP溶液由β-GP粉末和水配制而成，β-GP含量为10%～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇清，刘国辉，刘长安，康强军，王凌云，
申请(专利权)人：王宇清，刘国辉，刘长安，
类型：发明
国别省市：河北,13