一种软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶及其制备方法，包括：(1)以PEG作为引发剂，辛酸亚锡作为催化剂，通过开环聚合反应，连接丙交酯和乙交酯，得到三嵌段共聚物；(2)将硫酸软骨素加入到PLGA纺丝液中搅拌，通过静电纺丝得到纳米纤维膜；将纳米纤维膜剪碎，浸泡在叔丁醇溶液中，经过均质处理、离心筛选，取上层溶液冷冻干燥后得到纳米短纤维；(3)将三嵌段共聚物在PBS溶液中充分溶解，之后加入抗炎药物双氯芬酸钠和纳米短纤维充分搅拌分散，得到纳米短纤维基温敏水凝胶。本发明专利技术的温敏水凝胶通过局部注射的方式植入软骨缺损区域，释放抗炎药物双氯芬酸钠和促骨修复药物硫酸软骨素，实现抗炎和促软骨修复一体化治疗。疗。疗。

【技术实现步骤摘要】
一种软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于组织修复再生
，具体涉及一种软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，以可注射水凝胶为基体的组织修复材料得到了快速发展。可注射水凝胶是一种可体外注射、体内成胶的水凝胶材料，具有可微创植入，填充不规则创面，高效包载药物、细胞及生物活性物质等优点，在组织修复与药物载体等方面受到广泛关注。温敏水凝胶作为最常见的一种可注射水凝胶，其可通过温度变化影响“疏水
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亲水平衡”而原位成胶，包括：聚N
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异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)、壳聚糖衍生物、PLGA
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PEG
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PLGA等，其中PLGA
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PEG
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PLGA可注射温敏水凝胶，具有生物安全性好、可生物降解等优势，且可通过调节两亲性嵌段共聚物(DA/GA)的配比以及溶液浓度获得不同凝胶转变温度、凝胶化时间和不同降解周期的可注射温敏水凝胶。
[0003]现有技术中，通过温敏水凝胶注射植入的方式，可以获得较好的软骨修复效果；但是，由于可注射水凝胶本身力学性能和尺寸稳定性差，往往导致新生软骨在结构连续性和生物力学性能较差，不能很好地实现天然软骨所具有的功能。因此，亟待开发一种新型水凝胶体系在实现软骨修复再生的同时保证其生物力学性能和结构功能性。

技术实现思路

[0004]基于现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术的目的是提供一种软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶及其制备方法，温敏水凝胶可通过局部注射的方式植入软骨缺损区域，并释放抗炎药物双氯芬酸钠(DS)和促骨修复药物硫酸软骨素(CS)，用于软骨损伤的抗炎和促软骨修复一体化治疗。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)以PEG作为引发剂，辛酸亚锡作为催化剂，通过开环聚合反应，连接丙交酯和乙交酯，得到三嵌段共聚物；
[0008](2)将硫酸软骨素加入到PLGA纺丝液中充分搅拌，通过静电纺丝得到纳米纤维膜；
[0009]将纳米纤维膜剪碎，浸泡在叔丁醇溶液中，经过均质处理、离心筛选，取上层溶液冷冻干燥后得到纳米短纤维；
[0010](3)将三嵌段共聚物在PBS溶液中充分溶解，之后加入抗炎药物双氯芬酸钠和纳米短纤维充分搅拌分散，得到纳米短纤维基温敏水凝胶。
[0011]作为优选方案，所述步骤(1)中，PEG的分子量为1500g/mol，丙交酯与乙交酯的摩尔比为3：1，开环聚合的反应条件为140℃反应12h。
[0012]作为优选方案，所述步骤(2)中，硫酸软骨素与PLGA的质量比为(1～3)：20，PLGA纺丝液的浓度为25～30％。
[0013]作为优选方案，所述PLGA纺丝液中的PLGA的质量与溶剂的体积之比为0.25～0.3g/mL，溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺和四氢呋喃的组合。
[0014]作为优选方案，所述步骤(2)中，静电纺丝的工艺条件为：纺丝电压14～18kV，注射泵流速为0.057～0.088mm/min，接收距离为14～20cm，环境温度30～35℃，湿度25～40％。
[0015]作为优选方案，所述步骤(2)中，均质处理的转速为14000～18000rpm，处理时间为10～40min；
[0016]纳米纤维膜的质量与叔丁醇的体积之比为(1～5)g：50mL。
[0017]作为优选方案，所述步骤(2)中，离心筛选的条件为：转速为500～1000rpm，离心时间1～3min，弃去离心沉淀，取上层溶液。
[0018]作为优选方案，所述步骤(3)中，双氯芬酸钠、纳米短纤维、三嵌段共聚物的质量配比为(1～2)：(2～5)：20。
[0019]作为优选方案，所述步骤(3)中，三嵌段共聚物在PBS溶液中充分溶解得到的三嵌段共聚物溶液的浓度为17～19wt％。
[0020]本专利技术还提供一种如上任一项方案所述的制备方法制得的软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶。
[0021]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
[0022](1)针对新生软骨生物力学性能不足等问题，创新性地将载药纳米短纤维引入温敏水凝胶体系，构建纳米短纤维基温敏水凝胶，通过纳米短纤维形成的网络结构，提高水凝胶体系的结构稳定性和连续性，最终改善新生软骨的生物力学性能和结构功能性。
[0023](2)通过在纳米短纤维中装载硫酸软骨素CS，水凝胶基体掺入双氯芬酸钠DS，实现药物的梯度缓释；DS率先从水凝胶基体中释放发挥抗炎镇痛作用，减缓损伤初期关节肿胀和疼痛症状，避免炎症和积水等的发生；随后短纤维中CS逐步释放，且PLGA短纤维赋予CS长效稳定缓释性能，持续促进损伤软骨修复再生，从而实现抗炎和促软骨修复一体化治疗。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1的PLGA
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PEG
‑
PLGA嵌段共聚物的合成示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例1的温敏水凝胶的制备过程示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例1的PLGA
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PEG
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PLGA的核磁共振氢谱(1H NMR)；
[0027]图4为本专利技术实施例1的CS@PLGA纳米纤维膜的扫描电子显微镜(SEM)照片和纤维直径分布直方图(图2a)、CS@PLGA纳米短纤维的SEM图(图2b)；
[0028]图5为本专利技术实施例1的纳米短纤维基温敏水凝胶在不同温度下(4℃和26℃)的照片；
[0029]图6为本专利技术实施例1的纳米短纤维基温敏水凝胶的注射过程照片；
[0030]图7为本专利技术实施例1的纳米短纤维基温敏水凝胶的药物缓释曲线。
具体实施方式
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实
施方式。
[0032]实施例1：
[0033]本实施例的软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0034](1)PLGA
‑
PEG
‑
PLGA的合成
[0035]以PEG(Mn＝1500g
·
mol
‑1)作为引发剂，辛酸亚锡作为催化剂，通过开环聚合反应，真空、干燥条件下140℃反应12h连接丙交酯(LA)和乙交酯(GA)(LA/GA＝75:25，mol/mol)，冷却至室温后加入乙醚沉淀，抽真空至恒重得到三嵌段共聚物PLGA
‑
PEG
‑
PLGA(如图1所示)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软骨修复用纳米短纤维基温敏水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以PEG作为引发剂，辛酸亚锡作为催化剂，通过开环聚合反应，连接丙交酯和乙交酯，得到三嵌段共聚物；(2)将硫酸软骨素加入到PLGA纺丝液中充分搅拌，通过静电纺丝得到纳米纤维膜；将纳米纤维膜剪碎，浸泡在叔丁醇溶液中，经过均质处理、离心筛选，取上层溶液冷冻干燥后得到纳米短纤维；(3)将三嵌段共聚物在PBS溶液中充分溶解，之后加入抗炎药物双氯芬酸钠和纳米短纤维充分搅拌分散，得到纳米短纤维基温敏水凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，PEG的分子量为1500g/mol，丙交酯与乙交酯的摩尔比为3：1，开环聚合的反应条件为140℃反应12h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硫酸软骨素与PLGA的质量比为(1～3)：20，PLGA纺丝液的浓度为25～30％。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述PLGA纺丝液中的PLGA的质量与溶剂的体积之比为0.25～0.3g/mL，溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺和四氢呋喃的组合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖云超，胡维，杨雅茹，李义，姜旸，杜艳秋，唐柏林，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：