[发明专利]HA/壳聚糖/PVP半互穿聚合物网络支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工骨修复材料技术领域，具体是指一种HA(纳米羟基磷灰 石)/壳聚糖/PVP(聚乙烯吡咯烷酮)半互穿聚合物网络支架的制备方法。

背景技术

随着国内外临床医学中骨缺损修复需求的日益增长，由于传统骨修复材 料存在着一些问题，组织工程迅速发展起来，其基本原理是将体外培养扩增 的正常组织细胞吸附于一种生物相容性良好、可被机体吸收的生物载体上， 形成复合物，将细胞载体复合物植入机体组织、器官病损部位，细胞在载体 被机体降解吸收的过程中形成具有形态和功能的相应组织和器官，达到修复 创伤和重建功能的目的。

壳聚糖(简称CS)是一种天然的生物可降解多糖，其降解产物为氨基葡 萄糖，对人体及组织无毒、无害，具有天然的药物活性、抗肿瘤活性、消炎 作用，能加快创伤愈合，因而广泛用于骨组织工程支架材料。但是，壳聚糖 缺乏骨键合生物活性，单独使用时的力学性能不够理想，如脆性大、韧性差， 且降解慢，亲水性也不如胶原好。因此，为了改进壳聚糖的性能，很多研究 者通过采用壳聚糖与羟基磷灰石粉体复合的方法，如孙凯莹，孙卫斌，储成 林，等.纳米羟基磷灰石-壳聚糖复合材料对细胞粘附的影响.临床口腔医学 杂志，2007，23(3)：150-153，该文以溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石， 然后将羟基磷灰石粉体充分混合于2％壳聚糖乙酸溶液中，冷冻干燥法制备纳 米羟基磷灰石-壳聚糖复合材料，结果表明溶胶-凝胶法制备的HA和nHA的晶 体结构符合标准羟基磷灰石的空间6方晶体结构，且细胞以多个突起粘附于复 合材料表面，并具有良好的伸展状态。这些方法虽然一定程度上改善了单纯 壳聚糖的骨键合生物活性及力学性能，但是由于羟基磷灰石是以粉末形式与 壳聚糖等基体复合的，因而羟基磷灰石很容易团聚，实际上很难均匀分散并 且和壳聚糖基体之间无法形成有效键合，羟基磷灰石颗粒只能松散的分布于 壳聚糖框架内，并不能有效地实现纳米羟基磷灰石与壳聚糖的有效复合，也 难以真正解决壳聚糖材料存在的主要问题，从而限制其功能及在生物医学领 域的应用。

研究发现，聚乙烯吡咯烷酮是一种水溶性高分子聚合物，具有表面活性、 络合性、化学稳定性以及优异的生理相容性，它是一种较成熟的多用途的医 药辅料以及用于杀菌消毒剂。近几年来聚乙烯吡咯烷酮与壳聚糖的复合材料 有一些报道。Sionkowska.A，Wisniewski.M，Skopinska.J，等.紫外照射对 壳聚糖/PVP共混物机械性能的影响.聚合物的降解与稳定性(The influence of UV irradiation on the mechanical properties of chitosan/poly(vinyl pyrrolidone)blends，Polymer Degradation and Stability)，2005，88 (2)：261-267，该文将壳聚糖、PVP和壳聚糖/PVP共混物在紫外照射前后 的机械和表面性质的变化进行了研究，结果显示共混物的机械性质(如断裂 强度、断裂伸长率和杨氏模量)明显地受紫外照射的影响，但是共混物的这 些性质的变化程度小于纯壳聚糖的变化程度，且由照射时间和样品成分决定。 Mallika.P.Himabindu.A，Shailaja.D.改性生物材料壳聚糖及其物理化学 性质的改善.聚合物应用科学学报(Modification of chitosan towards a biomaterial with improved physico-chemical properties，Applied Polymer Science)，2006，101(1)：63-69，该文采用三种方法用PVP对 CS进行改性，也就是通过改变壳聚糖和PVP的比例混合，接枝共聚和自由基 诱导交联。研究结表明，共混改性增强了干膜的强度、韧性、玻璃化转变温 度和热稳定性。上述的壳聚糖/PVP共混材料在机械性质和稳定性方面都比 壳聚糖有所改进，但是有关壳聚糖/PVP共混材料在骨组织工程支架材料方 面的实际应用尚无任何报道。