一种复合生物材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种含交联透明质酸衍生物和羟基磷灰石的复合生物材料及其制备方法。本发明专利技术复合生物材料的特征在于含有交联透明质酸衍生物和羟基磷灰石。本发明专利技术复合生物材料可以采用先将透明质酸或其可溶性盐与羟基磷灰石混合均匀后进行交联反应获得，也可以采用先制备交联透明质酸衍生物，然后再与羟基磷灰石混合均匀获得。本发明专利技术复合生物材料生物相容性好，具有适宜的降解速度、力学性能、孔径和孔隙率，可以作为细胞支架应用于骨或软骨组织工程。

Composite biological material, preparation method and application thereof

The invention relates to a composite biological material containing cross-linked hyaluronic acid derivatives and hydroxyapatite and a preparation method thereof. The composite biomaterials of the present invention are characterized by cross-linked hyaluronic acid derivatives and hydroxyapatite. The composite biological material can be used first hyaluronic acid or its soluble salt mixed with hydroxyapatite after uniform crosslinking reaction, can also be used to prepare cross-linked hyaluronic acid derivatives, and then mixed evenly to obtain hydroxyapatite. The composite biomaterial has good biocompatibility, suitable degradation rate, mechanical property, pore size and porosity, and can be used as a cell scaffold for bone or cartilage tissue engineering.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医药领域，涉及一种复合生物材料以及它的制备方法。更具体的说，本专利技术 涉及一种含有交联透明质酸衍生物和羟基磷灰石的复合生物材料、其制备方法和应用。
技术介绍
关节软骨组织代谢活性低，损伤难以自身修复，最终可引起关节表面的退变。通过关节 软骨成型术、微骨折、自体软骨移植等外科手术方法可暂时改善病人的临床症状，但由于存 在供体来源不足、免疫排斥、生成软骨不佳、远期效果不好等问题，远不能满足临床应用的 需要。利用组织工程方法修复软骨缺损，具有需要供体组织少、可根据要求塑形等优点，有 望成为一种新的治疗模式。组织工程研究包括种子细胞、细胞支架和包括细胞生长因子在内的周围环境三个方面， 其中细胞支架材料选择的成功与否是成败的关键环节，因而使其成为研究的热点。理想的组 织工程支架材料应具备良好的生物相容性、适宜的生物降解性、利于种子细胞的黏附和增殖、 孔径和孔隙率适宜的三维多孔结构以及具有一定机械强度、易于塑形和固定于缺损部位等条 件[参考文献何森，张其清.关节软骨组织工程的研究进展.国际生物医学工程杂志，2007， 30(4): 247 251]。目前常用支架材料按来源可分为天然生物材料、人工合成材料和复合材料。天然生物材 料包括胶原、明胶、纤维蛋白、壳聚糖、琼脂、糖胺聚糖(透明质酸和硫酸软骨素)、藻酸盐、 蚕丝蛋白、松质骨骨基质、脱细胞基质等。人工合成材料包括聚乙烯醇、磷酸三钙、聚氧乙 烯、聚氨酯、聚己内酯、聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)和聚乳酸一羟基乙酸(PLGA) 等。天然生物材料、人工合成材料各自存在一些不足，如尽管天然材料含有能识别细胞表面 受体的配体，具有良好的生物相容性和细胞亲和性，但生物力学强度、降解速度快或较快。 此外胶原、明胶等材料由于来源于动物组织，还存在抗原性和传播病原的可能。人工合成材 料虽然容易加工成型，可以根据需要调整物理、化学、生物力学和降解性能，但普遍存在着 与细胞的亲和力和黏附性差、亲水性不好等缺点。目前运用较广泛的、生物相容性较好的人工合成材料是聚乳酸类材料，其中PGA、 PLA已被美国食品与药品管理局(FDA)批准用于 组织工程支架材料，但研究发现其降解产物偏酸性可导致炎症反应，还有一定的免疫原性[参 考文献Rotter N, Ung F， Roy AK， a/. Role for interleukin lalpha in the inhibition of chondrogenesis in autologous implants using polyglycolic acid-polylactic acid scaffolds. Tissue Engineering, 2005， 11: 192~200.]。单独应用一种或一类材料难以获得理想的生物支架，将两种或几种具有互补特征的可降 解材料按一定比例和方式组合可设计出结构与性能优化的三维材料。尤其是天然材料和人工 合成材料的复合，利用前者良好生物相容性、细胞表面识别信号和后者合适的机械性能等特 性可获得理想的软骨支架材料。透明质酸(Hyaluronan, HA)是软骨基质组成成分之一，作为软骨细胞生长的基质，能 促进软骨细胞代谢，并维持软骨细胞表型、促进软骨基质分泌，是构建复合软骨细胞支架的 首选材料。但天然HA缺乏支架所必须的力学性能，通过HA交联改性或与其它材料复合可解 决这一问题。研究表明HA与胶原、明胶、壳聚糖、硫酸软骨素和藻酸盐的一种或两种构建的 复合材料，有较强亲水性，软骨细胞能够生物黏附在复合材料支架上，且增殖分化良好，体 外培养可形成软骨样组织[参考文献①张其清，阁继红，等.胶原-透明质酸-硫酸软骨素复 合三维支架体外构建组织工程软骨的实验研究.中国修复重建外科杂志，2006, 20(2): 130 133. ②Yan J， Li X, Liu L， a/. Potential use of collagen-chitosan-hyaluronan tri-copolymer scaffold for cartilage tissue engineering. Artif Cells Blood Substit Biotechnol, 2006， 34(1): 27 39.③Chang CH, Liu HC, Lin CC， W a/, Gelatin-chondroitin-hyalouronan tri-copolymer scaffold for cartilage tissue engineering. Biomaterials, 2003， 24(26): 4853 4858.]。交联透明质酸(Cross-linkedhyaluronan， cHA)增强了天然HA的抗降解性，并保留了HA 良奵的牛物相容性和非免疫原性，其降解产物为小分子HA，无毒、不致炎，与内源性HA代 谢途径一致。目前cHA己广泛用于骨科关节炎治疗、手术防粘连、软组织修复和美容整形填 充。有研究报道采用cHA (Hylan)用于重建大鼠主动脉的心脏瓣膜[参考文献Ramamurthi A, Vesely I. Evaluation of the matrix-synthesis potential of crosslinked hyaluronan gels for tissue engineering of aortic heart valves. Biomaterials. 2005, 26(9): 999-1010]，作为动脉平滑肌细胞支4架可诱导形成类似天然的弹性蛋白基质的形成。有人把分离培养的成纤维细胞加入cHA注射 产品(Restylane)中，发现明显比单纯的cHA注射产品降解慢[参考文献:Yoon ES, Han SK, Kim WK. Advantages of the presence of living dermal fibroblasts within restylane for soft tissue augmentation. Ann Plast Surg， 2003, 51(6): 587-592.]。cHA在骨和软骨组织工程方面的研究未见 报道。羟基磷灰石(Hydroxyapatite， HAP)是人和动物骨骼、牙齿的主要无机成分，通过多种 人工合成方法可获得高纯度微粒和超细微粒。HAP能够引导骨的生长，植入肌体后能在短时 间内与人体软、硬组织紧密结合形成一体，是目前最佳的骨缺损修复材料。由于HAP抗疲劳 强度不佳，脆性大，易断裂，降解性差，通常与其它材料结合用于软骨组织工程。研究表明， 分层柱状的胶原/HAP复合支架具有良好的细胞相容性和亲水性，较纤维具有更强的力学性能 [参考文献卢华定，蔡道章，冯智英，等.柱状分层的胶原一羟基磷灰石复合支架负载软骨细 胞体外培养.中国修复重建外科杂志，2006, 20(2): 144 147.]。 HAP纳米微粒/PLA复合物和胶 原/HAP多层复合支架也被认为是具有前景的人工软骨支架材料[参考文献①Hong Z, Zhang P, He C. a/. Nanocomposite of poly(L-lactide本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合生物材料，特征在于：该复合生物材料中含有交联透明质酸衍生物和羟基磷灰石。

【技术特征摘要】
1、一种复合生物材料，特征在于该复合生物材料中含有交联透明质酸衍生物和羟基磷灰石。2、 权利要求1所述的复合生物材料，其特征在于所述的交联透明质酸衍生物与羟基磷灰石的质量比为1000:1 1:1000，优选100:1 1:100，更优选10:1 1:10。3、 权利要求1或2所述的复合生物材料，其中所述的羟基磷灰石的平均粒径为0.1 1500)am， 优选1 1000pm,更优选50 250nm。4、 权利要求1或2所述的复合生物材料，其中所述的交联透明质酸衍生物来源于酰肼交联透 明质酸衍生物、环氧甘油醚交联透明质酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌沛学，陈建英，贺艳丽，汪敏，刘杰，荣晓花，
申请(专利权)人：山东省生物药物研究院，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]