[发明专利]一种水溶性致孔剂、多孔支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和生物材料技术领域，具体涉及一种水溶性致孔剂及其制备方法，以及利用该致孔剂所得到的内表面具有拓扑形貌的多孔支架。

背景技术

组织工程的出现将使人们从传统的器官移植和植入这种以伤补伤的方法进入到器官制造的新时代。组织工程的三要素包括：种子细胞、组织工程支架和组织构建。组织工程三维多孔支架在其中起着极其重要的作用，支架可以广泛应用于组织修复、细胞培养载体、伤口敷料、药物控释载体等领域。尤其是具有较高孔隙率和良好连通性能的可降解多孔聚合物三维支架，已经发展成为组织工程的重要组成部分。

关于组织工程支架或组织诱导支架的制备和成型技术，目前已经有比较丰富的途径和手段，例如：纤维纺织技术、粒子脱除技术、气体发泡技术、相分离技术、微球烧结技术等。不同的生物材料和制备手段得到的组织工程支架，其孔形态、孔隙率、比表面积和降解速率等重要指标都有差异。粒子脱除法是最常用的一种方法，我们课题组提出的基于溶剂的冷压、热压等方法技术工艺简单、适用性广、孔隙率和孔尺寸易调节，是很实用的方法。 

粒子脱除技术中，致孔剂的选择尤为重要。Mikos及Langer等（Mikos et al., Polymer, 1994(35):1068）曾经报道利用盐作为致孔剂，其优点是制备技术简单，盐致孔剂可以用水浸出，但由于受盐的固定晶型的影响，所得支架的孔结构和连通性能不理想；Mikos等人（R. Thomson et al.，J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 1995(7): 23）其后用明胶制备成明胶球作为致孔剂从而获得球形孔，但缺点是无法获得高的孔隙率，连通性也无法得到控制；P. X. Ma等人(Peter X. Ma, Tissue Engineering, 2001(7):23-33)利用石蜡球作致孔剂制得的支架具有好的孔结构和连通性，但石蜡浸出的过程不可避免的要用到很多有机溶剂，而且石蜡还会在支架中有一定量的残留，这对于后续的组织构建具有不利影响；P. X. Ma等人(Peter X. Ma，Jounal of Biomedical Materials Research Part A, 2006(78):306-315)其后还制备了糖粒子致孔剂，但糖粒子的缺点是粘性大，粒子不易分离；K.A Gross等人（K.A Gross, Biomaterials, 2004(25):4955-4962）利用复杂的的工艺使盐粒在火焰中球化，获得了相对较好的连通性，但此种刚性类球粒子致孔剂提高连通性的程度有限，并且无法实现在孔壁具有微米级小孔和粗糙的孔壁结构；中国专利CN 1511591A采用了分散法制得了氯酸钠等的球形致孔剂，但制备工艺比较复杂，并且文中所用的方法并不适用于氯化钠，因为氯化钠的熔点要比氯酸钠等高很多。

与前述文献方法不同，为了方便地获得具有球形孔的三维多孔支架，我们利用无毒无害的环境友好材料，发明了一种新型水溶性的球形致孔剂，利用它可以制备孔结构规则并且连通性能良好的三维多孔支架材料。其核心思想是利用糖类或味精熔融后作为粘结剂，把0.5-50 μm以下的盐粒粘结起来，通过振筛机的晃动作用得到球粒，并且筛分成50-1000 μm各级致孔剂，最后利用此致孔剂以常温模压粒子浸出法制备三维多孔支架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性致孔剂及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述致孔剂的拓扑形貌转移得到的内表面具有拓扑形貌的多孔支架及其制备方法。

本发明提供的水溶性致孔剂，其尺寸50-1000 μm；致孔剂为两种或多种材料的小微粒粘结而成，小微粒是尺寸为0.5-50 μm的亲水性微粒。

本发明中，致孔剂通过粘结剂将盐类小微粒粘结而成。

本发明中，所述盐类为氯化钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾、氯酸钾或硫氰酸钠，或其中几种混合构成。

本发明中，所述的粘结剂的材料为蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、木糖之一，或其中几种混合构成。

本发明中，致孔剂为球形或类球形。

本发明中，致孔剂表面有小微粒导致的拓扑形貌。

本发明中，致孔剂为水溶性的。

本发明中所述的致孔剂的制备方法，其具体步骤如下：

（1） 将盐与粘结剂用粉碎机粉碎成尺寸为0.5-50 μm的微粒；

（2）将粉碎后的盐微粒置于烧瓶中，把烧瓶置于一定温度的油浴锅中；将粉碎后的粘结剂加入烧瓶中，与盐微粒一起机械搅拌，得到微粒的混合物；