用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及生物材料技术领域，具体为用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料及制备方法。本发明专利技术首先通过氯仿溶解法制备包覆FGF18的硫酸软骨素修饰脂质体，确保FGF18的高包封率；随后，采用3‑烯丙基‑2‑羟基苯甲醛与海藻酸钠反应，引入醛基得到改性海藻酸钠；通过改性海藻酸钠、羟丁基壳聚糖及明胶混合形成水凝胶溶液；将包覆FGF18的硫酸软骨素修饰脂质体加入到水凝胶混合溶液中，得到上层水凝胶混合溶液；将纳米羟基磷灰石加入到水凝胶混合液体中，得到下层水凝胶混合溶液；将下层水凝胶混合溶液注入至模具中，10min后加入上层水凝胶混合溶液，升温成胶，得到温敏释控水凝胶复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物材料，具体为用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料及制备方法。

技术介绍

1、骨关节炎是一种影响关节的复杂疾病，在受损关节中巨噬细胞可激活并极化为m1型，并分泌促炎因子如il-1、il-6和tnf-α，导致细胞外基质（ecm）降解；而m2型的巨噬细胞则通过分泌抗炎因子如tgf-β和il-10，抑制炎症反应。因此，调节巨噬细胞极化被认为是治疗骨关节炎的有效策略。

2、目前，采用单一的治疗方法难以有效平衡免疫调节和抗炎作用，且无法维持长期免疫环境促进修复。成纤维细胞生长因子（fgf18）能促进软骨细胞生长，并与m2巨噬细胞极化相关；硫酸软骨素（chs）是一种葡聚糖醛酸，具有缓解关节疼痛、促进软骨修复、改善关节功能；将二者结合并将其嵌入到聚合物水凝胶中，开发一种温敏控释水凝胶复合材料，对骨关节炎治疗和关节功能恢复具有重要意义。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料及制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其制备方法包括一下步骤：

3、步骤1：

4、取大豆卵磷脂、胆固醇、dspe-peg-csa一起溶于氯仿中；减压蒸发成膜后加入至fgf18溶液进行水化，经过超声处理后挤出，补充去离子水并纳米透析除去未包载的fgf18，得到包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体；

<p>5、步骤2：

6、s1：将3-烯丙基-2-羟基苯甲醛分散在超纯水中，得到3-烯丙基-2-羟基苯甲醛分散液；将3-烯丙基-2-羟基苯甲醛分散液与海藻酸钠溶液混合，加入引发剂过硫酸钾，搅拌10~15min后，升温至80~90℃反应3~5h，降温后透析去除杂质后，抽滤、冷冻干燥得到改性海藻酸钠；

7、s2：将改性海藻酸钠水溶液、羟丁基壳聚糖水溶液、明胶水溶液混合，得到水凝胶混合溶液；

8、步骤3：

9、将包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体加入到水凝胶混合溶液中，得到上层水凝胶混合溶液；将纳米羟基磷灰石加入到水凝胶混合液体中，得到下层水凝胶混合溶液；将下层水凝胶混合溶液注入至模具中并且形成稳定状态后，加入上层水凝胶混合溶液，升温成胶，得到温敏控释水凝胶复合材料。

10、进一步地，步骤1中，透析孔径为30~50nm；包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体的包封率为55~60%。

11、进一步地，s1中，按3-烯丙基-2-羟基苯甲醛和海藻酸钠质量比1:（8~10）将3-烯丙基-2-羟基苯甲醛分散液与海藻酸钠溶液混合。

12、进一步地，s2中，羟丁基壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖溶于盐酸水溶液中，滤去不溶物后向滤液中加入氢氧化钠溶液，得絮状沉淀，用超纯水洗涤至中性，加入乙醇脱盐、脱水、干燥、研磨，得到纯化壳聚糖粉末；将纯化壳聚糖粉末分散于naoh水溶液中，在氮气保护下搅拌至均匀，过滤后加入异丙醇搅拌至均匀，加入1,2-环氧丁烷，反应96~120h，用丙酮沉淀后将沉淀物洗涤至中性。

13、进一步地，s2中，改性海藻酸钠水溶液的质量浓度为10~15%；羟丁基壳聚糖水溶液的质量浓度为5~10%；明胶水溶液的质量浓度为8~12%。

14、进一步地，s2中，改性海藻酸钠、明胶、羟丁基壳聚糖的质量比为1:1:（0.5~0.8）。

15、进一步地，步骤3中，按质量比（1~2）:10将包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体加入到水凝胶混合溶液中。

16、进一步地，步骤3中，按质量比（6~10）:100将纳米羟基磷灰石加入到水凝胶混合液体中。

17、进一步地，步骤3中，成胶温度为35~40℃。

18、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术通过制备包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体，并结合改性海藻酸钠、羟丁基壳聚糖和明胶等组分，构建了温敏控释水凝胶复合材料。首先，通过氯仿溶解法制备包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体，确保fgf18的高包封率；随后，采用3-烯丙基-2-羟基苯甲醛与海藻酸钠反应引入醛基，得到改性海藻酸钠；一方面，改性海藻酸钠上的醛基能与明胶、羟丁基壳聚糖分子链上的氨基发生席夫碱反应，充当大分子交联剂；另一方面，高分子之间的氢键和物理缠绕作用也进一步促进三者交联。本专利技术的水凝胶复合材料包括两层结构：上层结构中含有包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体，通过缓释fgf18和硫酸软骨素，达到修复骨关节的效果；下层结构中加入纳米羟基磷灰石，纳米羟基磷灰石是骨组织的天然成分，具有生物相容性和生物活性，能够诱导间充质干细胞成骨分化。

19、此外，本专利技术中，羟丁基壳聚糖具有独特的温敏性和良好的生物学活性，其水溶液在35℃左右即可成胶；因此在本专利技术制备的水凝胶体系中引入羟丁基壳聚糖，通过升温可以加速成胶；但需要补充说明的是，由于羟丁基壳聚糖水溶性强，其用量过高会导致水凝胶的成胶性能下降，通过实验对比发现，将改性海藻酸钠水溶液、羟丁基壳聚糖水溶液、明胶水溶液按质量比为1:1:（0.5~0.8）混合得到的水凝胶混合溶液，成胶性能更好。

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【技术保护点】

1.用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，透析孔径为30~50nm；包覆FGF18的硫酸软骨素修饰脂质体的包封率为55~60%。

3.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：S1中，按3-烯丙基-2-羟基苯甲醛和海藻酸钠质量比1:（8~10）将3-烯丙基-2-羟基苯甲醛分散液与海藻酸钠溶液混合。

4.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：S2中，羟丁基壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖溶于盐酸水溶液中，滤去不溶物后向滤液中加入氢氧化钠溶液，得絮状沉淀，用超纯水洗涤至中性，加入乙醇脱盐、脱水、干燥、研磨，得到纯化壳聚糖粉末；将纯化壳聚糖粉末分散于NaOH水溶液中，在氮气保护下搅拌至均匀，过滤后加入异丙醇搅拌至均匀，加入1,2-环氧丁烷，反应96~120h，用丙酮沉淀后将沉淀物洗涤至中性。

5.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：S2中，改性海藻酸钠水溶液的质量浓度为10~15%；羟丁基壳聚糖水溶液的质量浓度为5~10%；明胶水溶液的质量浓度为8~12%。

6.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：S2中，改性海藻酸钠、明胶、羟丁基壳聚糖的质量比为1:1:（0.5~0.8）。

7.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，按质量比（1~2）:10将包覆FGF18的硫酸软骨素修饰脂质体加入到水凝胶混合溶液中。

8.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，按质量比（6~10）:100将纳米羟基磷灰石加入到水凝胶混合液体中。

9.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3中，成胶温度为35~40℃。

10.用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料，其特征在于：

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【技术特征摘要】

1.用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1中，透析孔径为30~50nm；包覆fgf18的硫酸软骨素修饰脂质体的包封率为55~60%。

3.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：s1中，按3-烯丙基-2-羟基苯甲醛和海藻酸钠质量比1:（8~10）将3-烯丙基-2-羟基苯甲醛分散液与海藻酸钠溶液混合。

4.根据权利要求1所述的用于骨关节炎修复的温敏控释水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：s2中，羟丁基壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖溶于盐酸水溶液中，滤去不溶物后向滤液中加入氢氧化钠溶液，得絮状沉淀，用超纯水洗涤至中性，加入乙醇脱盐、脱水、干燥、研磨，得到纯化壳聚糖粉末；将纯化壳聚糖粉末分散于naoh水溶液中，在氮气保护下搅拌至均匀，过滤后加入异丙醇搅拌至均匀，加入1,2-环氧丁烷，反应96~120h，用丙酮沉淀后将沉淀物洗涤至中性。

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁益民，周家乐，李敏，吴晓金，
申请(专利权)人：温州医科大学附属第二医院温州医科大学附属育英儿童医院，
类型：发明
国别省市：