一种可注射软骨修复水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可注射软骨修复水凝胶及其制备方法，属于生物材料技术领域。本发明专利技术的可注射软骨修复水凝胶包含改性透明质酸、改性明胶、富血小板血浆和紫外光引发剂。本发明专利技术的软骨修复水凝胶材料具有良好的生物相容性和可注射性，负载了富血小板血浆，可实现多种生长因子的缓释，如血管内皮生长因子、转化生长因子等，可在组织工程软骨修复中得到应用。

An injectable hydrogel for cartilage repair and its preparation method

The invention relates to an injectable cartilage repair hydrogel and a preparation method thereof, belonging to the technical field of biomaterials. The injectable cartilage repair hydrogel comprises modified hyaluronic acid, modified gelatin, platelet-rich plasma and ultraviolet light initiator. The cartilage repair hydrogel material of the invention has good biocompatibility and injectability, loads platelet-rich plasma, can achieve sustained release of various growth factors, such as vascular endothelial growth factor, transforming growth factor, etc., and can be applied in tissue engineering cartilage repair.

【技术实现步骤摘要】
一种可注射软骨修复水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及一种可注射软骨修复水凝胶及其制备方法，属于生物材料

技术介绍
软骨组织由软骨细胞和细胞外基质组成，不同于骨的巨大再生潜能，软骨因缺乏血运支持而修复能力有限。软骨细胞在类似于天然环境的三维支架中可维持天然表型，并产生细胞外基质的基本成分，进而促进软骨组织再生。水凝胶可在一定条件下保持流动状态，而在外部刺激下形成具有一定形状强度的体型材料，可以利用这种智能性来制备注射型支架，发挥其在修复形状复杂缺损以及微创治疗等方面的优势。因此，研究开发新型的可注射软骨修复材料在临床上具有重要意义。透明质酸(HA)由β-1,4糖苷键和β-1,3-糖苷键交替链接的D-葡萄糖醛酸和D-N-乙酰葡萄糖胺构成，既是软骨细胞外基质的重要糖胺聚糖，也是滑液的重要成分，多项研究通过制备HA水凝胶已验证HA修复软骨缺损的能力。明胶(Gel)是由胶原蛋白部分水解得到的变性衍生物，因此保留了部分胶原蛋白的氨基酸序列，相比于胶原蛋白，明胶有更低的抗原性。然而，明胶自身机械强度低，很少单独用作软骨修复材料。富血小板血浆(PRP)是自体全血经离心后得到的血小板浓缩物，其中含有大量的生长因子，这些活性小分子注射体内后，由于组织内扩散以及生长因子半衰期短的问题，难以在目的区域形成最佳有效浓度并持续发挥作用，因此需要构建合适的材料装载PRP实现多种生长因子的缓释。近年来，科研人员一直致力于对天然多糖进行改性，制备性能优异的水凝胶材料满足各种需求，特备是组织工程领域。另一方面，寻找合适的材料，充分发挥PRP治疗优点，也是研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可注射软骨修复水凝胶及其制备方法，本专利技术制备的水凝胶材料具有良好的生物相容性和可注射性，负载了富血小板血浆，可实现多种生长因子的缓释，可在组织工程软骨修复中得到应用。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种可注射软骨修复水凝胶，所述水凝胶包含改性透明质酸、改性明胶、富血小板血浆和紫外光引发剂。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述水凝胶包含以下质量百分比的组分：改性透明质酸1～2.5％、改性明胶2.5～12.5％、富血小板血浆0.1～2％、紫外光引发剂0.1～2％、余量为水。本专利技术的可注射软骨修复水凝胶中，提高紫外光引发剂含量可加速凝胶时间，考虑到作为可注射凝胶，凝胶时间应根据实际应用情况而定；而改性明胶和改性透明质酸含量的提高，使得水凝胶强度提高，反之则是柔软，也可根据实际应用而定。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述富血小板血浆的质量百分比为1％。富血小板血浆在质量百分比为1％时，能提供足够的生长因子；富血小板血浆尽量现提现用。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述紫外光引发剂为Irgacure2959。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述改性透明质酸的制备方法为：称取透明质酸，加入去离子水，搅拌至完全溶解，加入甲基丙烯酸酐，用氢氧化钠溶液调节pH，冰水浴搅拌反应过夜，然后装入透析袋中透析，随后冷冻干燥，即得改性透明质酸。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述改性透明质酸的制备方法为：称取透明质酸，加入去离子水，常温下搅拌至完全溶解，加入甲基丙烯酸酐，用1mol/L的NaOH调节pH至8，冰水浴搅拌反应过夜，然后装入12～14KDa的透析袋中，纯水透析数天，随后冷冻干燥得到改性透明质酸，常温保存备用。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述改性透明质酸的制备方法中，透明质酸溶液的质量浓度为0.5～5％，甲基丙烯酸酐的用量为1～10倍透明质酸质量。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述改性明胶的制备方法为：称取明胶，加入去离子水，搅拌至完全溶解，加入甲基丙烯酸酐，继续搅拌反应，然后装入透析袋中透析，随后冷冻干燥，即得改性明胶。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述改性明胶的制备方法为：称取明胶，加入去离子水，于50℃水浴下搅拌至完全溶解，加入甲基丙烯酸酐，50℃下继续搅拌反应数小时，然后装入12～14KDa的透析袋中，纯水透析数天，随后冷冻干燥得到改性明胶，常温保存备用。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述改性明胶的制备方法中，明胶溶液的质量浓度为10～30％，甲基丙烯酸酐的用量为0.5～2倍明胶质量。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述富血小板血浆的制备方法为：采用两次离心法，将血离心，吸取上清层、中间层及红细胞下1～2毫米，移入另一支离心管中；再次离心，弃掉上层液体，将剩余的血清和血小板混合均匀，即得富血小板血浆。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的优选实施方式，所述富血小板血浆的制备方法为：使用传统的两次离心法，将2mL血在200～300g转速下离心5～15分钟，吸取上清层、中间层及红细胞下1～2毫米，移入另一支离心管中，再次以1000～1500g的速度再次离心5～15分钟，弃掉上层液体，剩余的血清和血小板混合均匀即为富血小板血浆。本专利技术还提供了上述可注射软骨修复水凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将改性透明质酸和改性明胶分别配置成水溶液，然后混合均匀；(2)加入富血小板血浆，然后加入紫外光引发剂，得到水凝胶前驱液；(3)将步骤(2)所得的水凝胶前驱液注入模具，将模具放在紫外灯下照射，即得可注射软骨修复水凝胶。作为本专利技术所述可注射软骨修复水凝胶的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，改性透明质酸水溶液的质量分数为2～5％，改性明胶水溶液的质量分数为5～25％，改性透明质酸和改性明胶的水溶液混合的体积比为1:1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的软骨修复水凝胶材料具有良好的生物相容性和可注射性，负载了富血小板血浆，可实现多种生长因子的缓释，如血管内皮生长因子、转化生长因子等，可在组织工程软骨修复中得到应用。附图说明图1为实施例1中VEGF的体外缓释曲线图。图2为实施例1中TGF-β1的体外缓释曲线图。具体实施方式为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；本专利技术实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1一种可注射软骨修复水凝胶，包含以下质量百分比的组分：改性透明质酸1％、改性明胶10％、富血小板血浆1％、紫外光引发剂1％、余量为水。本实施例水凝胶材料的制备方法包括如下步骤：(1)改性透明质酸的制备称取5g透明质酸，加入100mL离子水，常温下搅拌至完全溶解，加入25g甲基丙烯酸酐，用1mol/L的NaOH调节pH至8，冰水浴搅拌反应过夜，然后装入12～14KDa的透析袋中，纯水透析3天，随后冷冻干燥得到改性透明质酸，常温保存备用；(2)改性明胶的制备称取20g明胶，加入100mL去离子水，于50℃水浴下搅拌至完全溶解，加入12g的甲基丙烯酸酐，50℃下继续搅拌反应数小时，然后装入12～14KDa的透析袋中，纯水透析3天，随后冷冻干燥得到改性明胶，常温保存备用；(3)富血小板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可注射软骨修复水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包含改性透明质酸、改性明胶、富血小板血浆和紫外光引发剂。

【技术特征摘要】
1.一种可注射软骨修复水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包含改性透明质酸、改性明胶、富血小板血浆和紫外光引发剂。2.如权利要求1所述的可注射软骨修复水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包含以下质量百分比的组分：改性透明质酸1～2.5％、改性明胶2.5～12.5％、富血小板血浆0.1～2％、紫外光引发剂0.1～2％、余量为水。3.如权利要求2所述的可注射软骨修复水凝胶，其特征在于，所述富血小板血浆的质量百分比为1％。4.如权利要求1所述的可注射软骨修复水凝胶，其特征在于，所述紫外光引发剂为Irgacure2959。5.如权利要求1～4任一项所述的可注射软骨修复水凝胶，其特征在于，所述改性透明质酸的制备方法为：称取透明质酸，加入去离子水，搅拌至完全溶解，加入甲基丙烯酸酐，用氢氧化钠溶液调节pH，冰水浴搅拌反应过夜，然后装入透析袋中透析，随后冷冻干燥，即得改性透明质酸。6.如权利要求1～4任一项所述的可注射软骨修复水凝胶，其特征在于，所述改性明胶的制备方法为：称取明胶，加入去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝咏，刘玉，李照文，毛宇，冯龙宝，
申请(专利权)人：广州贝奥吉因生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44