[发明专利]一种改性聚乙二醇-聚癸二酸(PEGS)可注射生物弹性体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可体温、原位固化的改性聚乙二醇‑聚癸二酸甘油酯(PEGS)可注射生物弹性体的制备及其应用。本发明的生物弹性体是以聚乙二醇‑聚癸二酸甘油酯(PEGS)为基体，对其主链或侧链的羟基分别进行巯基化和丙烯酰化的反应，两种改性后的PEGS可以混合后注射至体内，在体温下固化。本发明中的生物弹性体，其力学强度、亲疏水性、降解行为、细胞行为以及生物相容性可通过聚乙二醇的含量以及羧羟基的配比进行调控和优化。我们成功的将这种生物弹性体制备成可注射的水凝胶材料用以骨修复和组织再生方面。这些研究结果表明：修饰后聚乙二醇‑聚癸二酸甘油酯(PEGS)的生物弹性体是一种极具临床应用前景的组织修复材料。

技术领域

本发明术语材料科学及医学领域，具体涉及一种可体温原位固化的生物弹性体材料的制备和应用。

背景技术

自上世纪80年代麻省理工的Robert Langer教授与哈佛大学Joseph Vacanti教授提出组织工程的概念后，作为该跨领域学科载体的生物材料得到了迅猛的发展。由于软组织如皮肤、血管、心脏等具有弹性，同时随着组织工程技术的进步，人们对于修复材料的要求也越来越高。弹性体材料由于其优良的柔韧性、与周围组织相近的粘弹性、力学性质等特性，因此，生物弹性体材料在生物医用上引起了很大的关注而其中水凝胶因其优异的结构可设计性及生物相容性成为科研人员关注的焦点，并通过对成型工艺的优化，实现了凝胶材料在受损部位原位成胶并达到修复组织的目的。自20世纪50年代，聚氨酯类的生物弹性体开始应用在医疗卫生领域，如医用导管、薄膜制品等，是目前除硅胶弹性体外，使用和研究最为广泛的生物弹性体材料。但是长期的使用过程中暴露出一些问题，其中最主要的是差的生物相容性。

聚癸二酸甘油酯(PGS)是一种具有良好的力学强度、生物相容性和生物降解性的高分子，具有促进血管化的作用，因此近几年被广泛应用于软组织工程(Nat Biotechnol2002,20(6),602-606)。然而，由于聚癸二酸甘油酯交联条件复杂，成型后亲水性差，其在软组织的使用性能有限，且不能用于蛋白或药物等具备生物活性的因子的负载，需要改性后再应用。

综上所述，本领域迫切需要开发一种可低温(如人体体温)固化、成型条件简单、生物相容性优异的、可降解、可用于活性因子负载的生物弹性体材料。

发明内容

本发明的目的就是一种可低温(如人体体温)固化、成型条件简单、生物相容性优异的、可降解、可用于活性因子负载的生物弹性体材料。

在本发明的第一方面，提供了一种生物弹性体，所述生物弹性体由巯基化的预聚体和丙烯酰化的预聚体交联固化而成；

其中，所述巯基化的预聚体与所述丙烯酰化的预聚体的摩尔比为1:(0.9-1.1)；较佳地1:1；

所述预聚体如式I所示；

式I中，n为20～200的整数，m为50～300的整数。

在另一优选例中，所述预聚体的数均分子量为4000-9000；和/或，分散性系数为1.2-3.0。

在另一优选例中，所述巯基化的预聚体如式II所示；

其中，n为20～200的整数，m为50～300的整数。

在另一优选例中，所述丙烯酰化的预聚体如式III所示；

其中，n为20～200的整数，m为50～300的整数。

在另一优选例中，所述固化的固化温度为人体体温，较佳地，为35-41℃；更佳地为36.5-37.5℃。

在另一优选例中，所述生物弹性体的亲水性在20～89°，具有良好的生物相容性和力学性能。