[发明专利]聚己内酯/聚乙二醇组织工程支架材料及其制备

说明书

技术领域

本发明属生物组织工程载体材料领域，特别是涉及一种以聚己内酯和聚乙二醇为原料制备的组织工程三维多孔支架材料及其制备方法。

背景技术

组织和器官的丧失或功能障碍严重影响着人类健康，导致人类的疾病和死亡。尽管传统的自体移植、异体移植以及人工代用品显示了良好的治疗效果，但其存在的免疫排斥、供体来源受限或需要二次手术等缺陷限制了它们的应用，组织工程的发展则弥补了这些缺陷。组织工程通过采集功能相关的活细胞，种植于天然或人工合成的、具有一定空间结构的三维支架上，体外培养，细胞大量增殖后移植入体内，能够达到形成具有一定结构和功能的组织和器官的目的，因此，三维多孔支架的原材料以及制备方法则直接影响着组织工程的成功应用。

聚己内酯(PCL)凭借其良好的组织相容性、生物降解性和易成型加工性能已经得到了广泛的应用，但PCL的亲水性较差，结晶性偏高，降解速率比聚丙交酯和聚乳酸慢得多，而其降解又是首先从非晶区排列不规则、无序的小分子链开始，直接影响降解周期的长短，从而限制了其应用。目前已有文献报道可以采用共聚或共混的方法对PCL进行改性，例如PCL与聚乳酸(PLA)共聚后，PLA的引入改善了PCL的亲水性，增加其降解速率(胡芸等.PCL改性途经的研究.材料导报.2001，15(5)：52-54.)。赵三平等人已经制得PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物，并得出结论：PEG组分的引入有效地改善了聚合物的亲水性，并破坏了其结晶性(赵三平，冯增国等.PCL-PEG-PCL嵌段共聚物的合成与性能.功能高分子学报.2002，15(1)：67-71.)。

近年来，已有研究者将聚己内酯应用于组织工程支架材料的制备中，但采用的方法不尽相同，例如S.-J.Shieh等人用蔗糖制备形状模板，然后结合溶剂浇铸/粒子沥滤法，制得耳状PCL和PHB材料的软骨组织工程载体材料(Shy-Jou Shieh，Schinichi Terada，Joseph P.Vacanti.Tissue engineering auricular reconstruction：in vitro and in vivo studies.Biomaterials 25(2004)1545-1557.)。国内杨庆等人的“一种以聚己内酯为原料的组织工程载体材料及其制备方法”(中国专利申请号200610024129.1，公开号CN1810303)结合熔融纺丝技术和水浴法同样制备出耳状PCL材料的软骨组织工程支架材料。哈佛大学Vacanti等人，将老鼠的间叶干细胞植入PCL电纺丝纤维组成的支架中，以动态生物反应器进行培养。培养4周后，发现细胞支架不但能够维持住原来支架的尺寸及形状，且经由SEM观察到支架内的细胞具有叠层增生与细胞基质的生成，而且在组织切片免疫染色中亦发现已有新生的组织形成，并有矿化的现象产生。这表明利用电纺丝技术，可将高分子材料制备成具有纳米尺寸纤维的支架，细胞可在纳米纤维支架上生长与分化(郭霁庆.纳米组织工程用高分子支架.成大生物科技中心通讯.2002，4(2)：18-19.)。而国内贾骏等人采用静电纺丝法也制备了PCL纳米纤维，场发射扫描显微镜观察显示所获得纤维呈无纺多孔网状结构，直径范围为153～612nm，纤维形态光滑均一，溶血实验、MTT试验及粘膜刺激实验都说明PCL电纺纤维具有良好的生物相容性(贾骏等.聚己内酯电纺纤维的制备及生物相容性研究[J].中国美容医学.2007，5：22.)。目前国内尚无专利报道采用聚己内酯和聚乙二醇共混物制备组织工程三维多孔支架材料。而采用聚己内酯和聚乙二醇为原料，通过静电纺丝技术和纤维熔结法制备组织工程支架材料的方法国内外也均未有同类或相似专利报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚己内酯/聚乙二醇组织工程三维多孔支架材料及其制备方法，该支架材料具备良好的亲水性及可控的降解速率和孔隙率，可用于制备组织工程载体材料。

本发明的聚己内酯/聚乙二醇组织工程支架材料，其组分包括：聚己内酯(PCL)和聚乙二醇(PEG)，PCL与PEG的配比为100∶0～40∶60。

所述聚己内酯的分子量为1～100万，熔点为55～65℃。

所述聚乙二醇的平均分子量为1000～20000，熔点为50～54℃。

所述支架材料通过聚己内酯与聚乙二醇的溶液共混来提高聚合物表面的亲水性，可以通过控制PCL/PEG二者的配比来调节支架材料的降解速率。

本发明的一种以聚己内酯/聚乙二醇为原料的组织工程支架材料的制备，包括：(详细工艺条件？)