[发明专利]一种生长因子控释温敏凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能高分子材料技术，特别涉及一种生长因子控释温敏凝胶及其制备方法。

背景技术

生长因子是组织工程研究的三要素(种子细胞、生物材料和生长因子)之一，它对于细胞的增殖、组织和器官的修复与再生具有重要的促进意义，但生长因子极易受外界环境影响而失去活性，半衰期较短，如果采用传统的将生长因子加入细胞培养液的方式，其诱导作用将很快失效，并且其暴释可能会引起细胞的癌变；有些研究将生长因子简单混入支架材料，或吸附于支架材料，这种方式往往无法控制生长因子的释放动力。因此，设计和制备更适宜的生长因子载体，能保护生长因子作用位点不受外界因素所破坏，并且能控制其缓慢释放，根据细胞分化增殖或组织修复的具体需要起到更好的促进作用，才是更有效的仿生手段。

肝素是一种天然生物活性多糖类化合物，其分子内含有与多种生长因子结合的位点，具有促进生长因子对细胞增殖、组织或器官修复和再生的作用【Jin K.L.，Mao X.O.，et al.Neurosci.Res.，2005，81：497】，当前肝素功能化生物材料受到极大关注，各种制备技术不断研发，如Liu等采用肝素涂层的方法，增强高分子材料抗凝血性能【Liu L.，Guo S.R.，Chang J.，et al.J.Biomed.Mater.Res.，2008，87B：244】；Aksoy等将聚氨酯材料表面氧化和羧基化后与肝素共价连接，研究了材料的细胞相容性【Aksoy A.E.，Hasirci V.，Hasirci N.Macromol.Symp.，2008，269：145】。但由于物理涂层方法的不稳定性和共价修饰方法容易破坏肝素活性等缺点，仿生控释载体设计应运而生。微球、水凝胶、微胶囊等都是良好的控释载体，它们能将生物活性物质装载在高分子结构中，在控释的同时也对生物活性分子起到保护作用，达到有效刺激细胞的增殖、分化和生长及引导组织再生的目的。由于肝素与多种生长因子存在相互作用，因此生长因子载体肝素化是提高其控释性能的有效方法【李娟，吴英锋，杨新林.有机化学，2010，30(3)：359】。Nilasaroya等通过甲基丙烯酸盐悬挂臂连接肝素制备了PVA-肝素水凝胶，研究表明该凝胶能增强FGF-2的生物活性【Nilasaroya A.，Poole-Warren L.A.，Whitelock J.M.，Martens P.J.Biomaterials，2008，29：4658】；Choi等采用巯基化肝素Hep-SH和PEG制备水凝胶，并装载人生长激素(hGH)，可以通过肝素的巯基化程度对hGH进行控制释放【Choi W.，Kim M.，Tae G.，Kim Y.H.Biomacromolecules，2008，9：1698】。研究表明，肝细胞生长因子(HGF)能诱导干细胞向肝细胞定向分化【Ong S.Y.，Dai H.，et al.Biomaterials，2006，27：4087】，参与肝脏的再生与修复【Huh C.G.，Factor V.M.，Thorgeirsson S.S.，et al.Proc Natl Acad Sci，2004，101(13)：4477】，肝素与HGF具有特异结合性，可以保护其避免因酸和热而失活，以及避免蛋白酶引起的降解，并可以控制其缓慢释放【Kim M.，Lee J.Y.，et al.Biomaterials，2010，31：3596】，使生长因子对细胞的诱导作用更持久。