一种生物可降解材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种生物可降解材料及其制备方法和用途。所述的生物可降解材料含有可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠；所述的可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠的相应聚合物单体摩尔比为１∶１－０．０１；所述聚磷酸钠如式Ｉ所示：式Ｉ其中ｎ≥３，是整数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人工合成的材料，尤其涉及一种生物可降解材料及其制备方法和用途。
技术介绍
可降解聚酯类高分子材料由于其良好的生物相容性和适宜的降解速率，可加工成 支架材料应用于组织工程或作为药物释放载体(药物辅料)和医用手术缝线。例如，其中 的聚羟基乙酸，又名聚乙醇酸或聚乙交酯(polyglycolic acid，又名polyglycolide，PGA) 目前国际上已经成功地应用PGA支架材料分别在体外和体内成功地构建软骨、肌腱、皮肤、 角膜、血管等多种组织。尤其是在肌腱和软骨的构建中，用PGA短纤维在裸鼠皮下构建出了 组织工程肌腱样组织，随后又在鸡的模型中构建出具有良好生物力学性能的肌腱组织，其 大体观和组织学结构及生物力学强度均接近正常肌腱组织。同样的支架材料，在猪的模型 中也构建出了具有生物力学性能的组织工程肌腱组织并修复相应的缺损。成熟的软骨组织 也可以通过PGA结合骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Stromal Cells，BMSC)，在体外成功 地进行构建，并能用以修复猪关节非负重区的软骨缺损；或者用PGA和自体软骨细胞构建 软骨组织，用以修复猪关节软骨的全厚层缺损。然而，在以上的组织构建过程中，出现了几个严重的因这类材料降解而引起的科 学现象，尤其是PGA等材料，由于其降解速度相对较快，体现的现象更为突出(1)在肌腱构 建中，由于材料降解后的分解产物为酸性，如果无法及时排出，会导致细胞和材料的复合物 在植入生物体内后引起无菌性炎症反应。从而造成瘢痕形成和肌腱粘连，因此直接影响了 肌腱的修复效果；(2)在软骨的构建中，骨髓基质干细胞或其他类型的种子细胞和PGA复合 物在形成软骨样组织过程中，中心部位经常能观察到由于材料降解后酸性产物的堆积，无 法及时排出，导致中心区大范围的细胞死亡，最终形成中空的组织块。酸性降解物造成的材 料崩解是引起这种现象的主要因素之一。此外，国际上也有相关的报道指出PGA或PLA类 的器械在临床研究中，后期常引起生物体对外物的炎性反应。Hurrell等人曾经提到用〔&0)3颗粒混入聚乳酸(polylactic acid,PLA)支架内， 来中和降解过程中形成的酸，在一定程度上减轻了酸性自催化而引起的崩解现象。但是， 一方面Ca的存在，对某些组织构建不利，尤其是软骨，会影响种子细胞的分化方向；另一方 面，CaC03的中和效果很弱，且效果无法维持，释放较快，没法在降解的整个过程都起到作 用，而释放后因其溶解度很低，很难排解。因此，本领域迫切需要解决有效地控制这类材料的酸性降解问题的方法，尤其需 要提供针对细胞特性和特定组织体内构建过程的新的生物可降解材料。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种生物可降解材料。本专利技术的另一个目的是提供所述生物可降解材料的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供所述生物可降解材料的用途。本专利技术的第四个目的是提供聚磷酸钠的用途。在本专利技术的第一方面，提供了一种生物可降解材料，所述生物可降解材料含有可 降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠；所述的可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠的相应聚 合物单体摩尔比为1 1-0. 01;所述聚磷酸钠如式I所示 其中n≥3，是整数。在另一优选例中，所述的可降解聚酯类高分子材料选自聚a-羟基酸、聚酸酐 (polyanhydrides)、聚原酸酉旨(polyorthoesters)、或聚碳酸酉旨(polycarbonate)。在另一优选例中，所述的聚a -羟基酸选自聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳 酸/乙醇酸共聚物(PLGA)、或聚羟基丁酸(PHB)。在另一优选例中，所述的可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠的相应聚合物单体 摩尔比为1 1-0. 1 ；较佳地为1 1-0. 5 ；更佳地为1 0. 5-0. 1。在本专利技术的第二方面，提供了一种如上所述的生物可降解材料的制备方法，所述 的方法包括步骤(1)将含有聚酯类高分子材料的溶液和含有聚磷酸钠的溶液均勻混合，得到混合 溶液；和(2)将混合溶液冷冻干燥，得到如上所述的生物可降解材料；所述混合溶液中可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠的相应聚合物单体摩尔比 为1 1-0.01;所述聚磷酸钠如式I所示 其中n≥3，是整数。在另一优选例中，所述的可降解聚酯类高分子材料选自聚a-羟基酸、聚酸酐 (polyanhydrides)、聚原酸酉旨(polyorthoesters)、或聚碳酸酉旨(pol ycarbonate)；所述的 聚a -羟基酸选自聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸/乙醇酸共聚物(PLGA)、或聚羟 基丁酸(PHB)。在另一优选例中，所述的方法包括步骤(a)将粉末状聚羟基乙酸或粉末状聚乳酸/乙醇酸共聚物和粉末状聚磷酸钠均勻 混合，得到混合粉末；和(b)将混合粉末在207-220°C熔融3_10分钟，得到如上所述的生物可降解材料；所述混合粉末中可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠的相应聚合物单体摩尔比 为1 1-0.01;所述聚磷酸钠如式I所示 其中n≥3，是整数。在本专利技术的第三方面，提供了一种如上所述的生物可降解材料的用途，所述的生 物可降解材料用作组织工程化移植物的支架材料、用于制备组织工程化移植物、用于制备 手术缝线、或用于制备药物释放的载体材料(药物辅料)。在另一优选例中，所述的组织工程化移植物包括软骨移植物、肌腱移植物、血管移 植物、角膜移植物、和皮肤移植物。在本专利技术的第四方面，提供了一种聚磷酸钠的用途，所述聚磷酸钠用于中和可降 解聚酯类高分子材料在降解过程中产生的酸性；所述聚磷酸钠如式I所示 其中n≥3，是整数；所述的可降解聚酯类高分子材料选自聚a-羟基酸、聚酸酐(polyanhydrides)、 聚原酸酯(polyorthoesters)、或聚碳酸酯(polycarbonate)。据此，本专利技术提供的技术方案有效地控制了高分子材料的酸性降解问题，尤其是 提供了针对细胞特性和特定组织体内构建过程的新的生物可降解材料。附图说明图1显示了 PGA的DSC分析结果。图2显示了 PGA和聚磷酸钠混合后压片材料的一种大体形貌。图3显示了实施例2中把PGA压片材料置于PBS溶液中溶液的pH值随时间的变 化。图4显示了实施例3中把PGA压片材料置于培养液(DMEM)中溶液的pH值随时间 的变化。图5显示了实施例4中PGA压片材料植入2周后的组织学变化情况；其中G是大体情况；A、B、C和D是高倍镜下分别观察到的a、b、c和d部位的情况；a是 正常组织部位，b是组织与材料界面，c是材料内部，d是材料与组织界面；图5⑴是单独PGA的情况，图5 (II)是PGA和STP混合后得到的压片材料的情况， 图5 (III)是PGA和SPP混合后得到的压片材料的情况，图5 (IV)是单独PGA的情况。图6显示了实施例4中PGA压片材料植入4周后的组织学变化情况；其中G是大体情况；A、B、C和D是高倍镜下分别观察到的a、b、c和d部位的情况；a是 正常组织部位，b是组织与材料界面，c是材料内部，d是材料与组织界面；图6⑴是单独PGA的情况，图6 (II)是PGA和STP混合后得到的压片材料的情况， 图6 (III)是PGA和SPP混合后得到的压片材料的情况，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物可降解材料，其特征在于，它含有可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠；所述的可降解聚酯类高分子材料和聚磷酸钠的相应聚合物单体摩尔比为１∶１－０．０１；所述聚磷酸钠如式Ⅰ所示：　　＊＊＊式Ⅰ　　其中ｎ≥３，是整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岑莲，曹谊林，刘伟，崔磊，李喆，
申请(专利权)人：上海国睿生命科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]