一种具有自适应性的促组织再生材料制造技术

本发明专利技术公开了一种具有自适应性的促组织再生材料，所述材料兼具有可提供氢键作用的酰胺键和可反应的氨基官能团。尤其是，所述材料中含有超支化聚赖氨酸，且每个超支化聚赖氨酸含有的氨基数量为22～36个，所述的组织为心肌组织、神经组织、血管组织中的至少一种。所述材料可以在不同的组织微环境中，与环境内的各种信号相互作用，促进组织修复和再生。所述材料可以溶于溶液中直接作为促组织再生药物，也可以通过物理作用和/或化学作用负载于载体材料上形成促组织再生药物。上形成促组织再生药物。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自适应性的促组织再生材料


[0001]本专利技术涉及一种具有自适应性的促组织再生材料，属于生物医用材料


技术介绍

[0002]全球器官移植的短缺推动了组织再生疗法的进步。组织工程和再生医学旨在通过结合生物材料、生化信号和细胞来供应或修复器官或组织。最大的挑战便是根据组织所在的微环境需要，创建并调控合适的可植入或可注射的宏观环境和微环境，以允许离体或体内细胞诱导的组织形成。尽管在过去几十年中，大量的研究取得了巨大进展，但在体外或体内构建具有类似天然组织结构和功能的生物材料仍然是一个挑战，包括对生物功能域和机械性能的时空控制。同时由于组织具有不同程度的复杂性，从相对简单的二维结构(皮肤、角膜)到管状组织(血管、尿道)、中空器官(例如，膀胱)和复杂的大块器官(肝脏、心脏)，再生材料策略不仅需要考虑植入物的生物功能、力学性能，重要的是组织结构的特定材料层次设计。由于每个级别都可以分为具有及时重新排列能力的子层次结构，因此单个对象需要动态特征来实现组织重塑和成熟。通常情况下，组织再生工程的设计都具有局部异质化，同一种再生疗法只针对单一的级别层次，导致其应用受到限制。具有自适应性的生物材料应运而生，这类材料具有组织环境自适应性，可以在不同的微环境中与细胞内或者细胞外基质的信号分子产生相互作用。细胞与邻近细胞和细胞外基质之间通过信号分子的转导、细胞反应等行为进行“交流”，从而感知其环境并诱导高度复杂的信号网络，触发下游细胞过程，引起生理变化，例如骨骼硬化或伤口愈合。自适应性的生物材料便可以适当地参与其中的交流过程，只要在适当的位置发挥作用，便可以通过调整下游的细胞行为，进而促进组织再生。
[0003]蛋白质是构成人体细胞的主要成份，食物中的蛋白质进入人体后经过消化先分解成氨基酸，然后人体又利用这些氨基酸再合成新的人体蛋白质，如免疫抗体、消化酶、血浆蛋白、生长激素等都是合成后的人体蛋白质。在合成蛋白质的各种氨基酸中，L
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赖氨酸是最重要的一种；少了它，其它氨基酸就受到限制或得不到利用，科学家称它为人体第一必需氨基酸。科学家还发现，L
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赖氨酸对人的中枢神经和周围神经系统都起着重要作用，已在饲料添加剂、医药、化妆品和高分子材料领域得到应用。此外，它对于适当的细胞生长至关重要，并且有利于胶原蛋白的形成。赖氨酸已被公认为能够加速分离的大鼠肝细胞中乳酸形成葡萄糖的能力。同时赖氨酸可以在生物材料界面促进细胞粘附和增殖以及组织再生。用L
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赖氨酸进行化学改性的聚乙烯醇(PVA)纤维膜，用于从水环境中提取纳米级污染物。L
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赖氨酸和PVA的结合可以改善静电纺丝膜的生物学特性，同时使用不同的药物掺入方法，以便将每个生物分子的作用调整到特定的时间范围。因此，超支化聚赖氨酸(HBPL)作为一种分子量分布较宽、结构无规支化的聚赖氨酸，与线性聚赖氨酸和树枝状聚赖氨酸相比，超支化聚赖氨酸具有高度支化的结构和丰富的末端胺。由于其同时具有ε
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PL和PLL单元，在生物介质中，赖氨酸分子上可用的胺基被质子化，从而促进其与带负电荷的细胞膜的相互作用。这样的结合有利于调控细胞黏附、细胞增殖等细胞行为，从而促进组织修复与再生。
[0004]将超支化聚赖氨酸与不同的生物材料进行结合，便可以形成一系列模块化的再生治疗方法。例如，HBPL和聚氨酯的复合的心肌补片可应用于心肌梗死的疾病模型中；HBPL和水凝胶的组合可以应用于大多数可注射的疾病模型中；负载HBPL的纳米粒子可以通过静脉注射作用于肺炎模型。通过设计生物载体材料的自适应性，与组织的微环境进行响应并调控其细胞行为，可以将这类材料应用但不限于软骨、骨骼、神经、肌肉、心脏和血管组织等。如此便很好地解决了再生疗法的材料具有单一治疗性的限制。超支化聚赖氨酸的应用包容性允许载体材料的结构、负载的方式以及应用的形式都可以进行设计。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决在不同的疾病模型中细胞坏死和凋亡，进而促进组织坏死的问题，提供一种具有自适应性的超支化聚赖氨酸，可以负载在不同的材料上，促进组织再生。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种具有自适应性的促组织再生材料，所述材料兼具有可提供氢键作用的酰胺键和可反应的氨基官能团。
[0008]进一步的，所述材料中含有超支化聚赖氨酸，且每个超支化聚赖氨酸含有的氨基数量为22～36个，所述的组织为心肌组织、神经组织、血管组织中的至少一种。所述材料具有极强的自适应性，可以以多种形式多种状态下发挥促组织再生作用。且所述材料在pH为5
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10的环境下均可发挥作用。与氨基酸的应用环境相比，HBPL在酸性或碱性的环境中也不会存在失活的情况。
[0009]进一步的，所述材料可以溶于溶液中，直接作为促组织再生药物。或者通过物理作用和/或化学作用负载于载体材料上形成促组织再生药物。
[0010]进一步的，所述的物理作用为共混、吸附、渗透、自组装、离子络合、链缠结中的一种或多种；所述的化学作用为本体接枝、表面接枝、共聚中的一种或多种。
[0011]进一步的，所述的载体材料可以为聚合物，存在形式可以为水凝胶、微凝胶、聚氨酯、纳米粒子中的一种或多种。
[0012]进一步的，所述的载体材料也可以为金属或非金属材料。
[0013]进一步的，所述促组织再生材料是一种负载超支化聚赖氨酸的聚氨酯材料，以二醇和二胺为软段，以二异氰酸酯和扩链剂为硬段、HBPL以物理共混的手段负载其中；
[0014]或者是一种负载超支化聚赖氨酸的可抗粘连的聚氨酯纤维膜，是在聚氨酯弹性体材料层的外表面接枝亲水性聚乙二醇得到的，所述聚氨酯弹性体包括由聚富马酸丙二醇酯(PPF)和聚ε
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己内酯二醇(PCL)组成的软段和由饱和脂肪族二异氰酸酯及L
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赖氨酸二甲酯盐酸盐组成的硬段，具有多孔结构，HBPL吸附于其中；
[0015]或者是一种负载超支化聚赖氨酸的可注射水凝胶，HBPL在浓度梯度的驱动下，渗透进入水凝胶内部；
[0016]或者是一种负载超支化聚赖氨酸的自组装纳米粒子，是通过以壳聚糖为核，透明质酸和HBPL依次为两层外壳，利用静电吸附作用，层层叠加得到；
[0017]本专利技术的专利技术原理为：
[0018]本专利技术的具有促组织再生作用的HBPL，可以通过物理和/或化学的作用负载在不
同的材料上，且材料的应用形式没有限制。可以根据不用的应用场景来选择材料形式，比如负载HBPL的聚氨酯补片可以用于心肌梗死、水凝胶可以用于心包内注射、微凝胶可以用于肺炎等疾病模型的治疗。此外，载体材料的不同功能性响应可以和HBPL的促组织再生发挥协同作用，进而和组织微环境进行相互的响应，促进不同组织的再生。
[0019]与现有的医用材料相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1)本专利技术中，所述的具有促组织再生的HBPL可以提供具有强氢键作用的酰胺键和非常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自适应性的促组织再生材料，其特征在于，所述材料兼具有可提供氢键作用的酰胺键和可反应的氨基官能团。2.根据权利要求1所述的一种具有自适应性的促组织再生材料，其特征在于，所述材料中含有超支化聚赖氨酸，且每个超支化聚赖氨酸含有的氨基数量为22～36个，所述的组织为心肌组织、神经组织、血管组织中的至少一种。3.根据权利要求2所述的一种具有自适应性的促组织再生材料，其特征在于，所述材料在pH为5
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10的环境下均可发挥作用。4.根据权利要求1所述的一种具有自适应性的促组织再生材料，其特征在于，所述材料溶于溶液中，直接作为促组织再生药物。5.根据权利要求1所述的一种具有自适应性的促组织再生材料，其特征在于，所述材料通过物理作用和/或化学作用负载于载体材料上形成促组织再生药物。6.根据权利要求5所述的一种具有自适应性的促组织再生材料，其特征在于，所述的物理作用为共混、吸附、渗透、自组装、离子络合、链缠结中的一种或多种；所述的化学作用为本体接枝、表面接枝、共聚中的一种或多种。7.根据权利要求5所述的一种具有自适应性的促组织再生材料，其特征在于，所述的载体材料为聚合物，存在形式为水凝胶、微凝胶、聚氨酯、纳米粒子中的一种或多种。8.根据权利要求5所述的一种具有自适应性的促组织再生材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高长有，李世分，胡欣蔓，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：