[发明专利]一种基于透明质酸和α-D-半乳糖的聚合物刷及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物医用材料的技术领域，公开了一种基于透明质酸和α‑D‑半乳糖的聚合物刷及其制备方法和应用。所述聚合物刷的结构为式I，其中，n为25～60的整数，x为280～427的整数，y为90～150的整数。本发明还公开了基于透明质酸和α‑D‑半乳糖的聚合物刷的制备方法。本发明的基于透明质酸和α‑D‑半乳糖的聚合物刷能为软骨细胞提供营养物质，增强软骨细胞在软骨组织工程支架中的粘附，促进软骨细胞的增殖，还能改善软骨摩擦性能，达到更佳的修复效果。本发明的聚合物刷用于制备负载软骨细胞的软骨组织工程支架，作为软骨细胞营养物；并且本发明的聚合物刷还可用来制备改善软骨修复材料摩擦的仿生润滑剂。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种基于透明质酸和α-D-半乳糖聚合物刷及其制备方法和在生物医药领域中的应用。所述基于透明质酸的α-D-半乳糖聚合物刷特别适合用于软骨组织工程，在负载了软骨细胞的工程支架中为软骨细胞提供营养，促进软骨细胞分泌软骨基质，并有潜力与软骨修复材料结合改善摩擦性能。

背景技术

目前临床上对于中后期的关节软骨损伤修复策略主要有自体软骨细胞移植术和微骨折术。整合现有临床研究的数据发现，自体软骨细胞移植相比于微骨折手术能带来更加稳定长久的临床功能，并且在一定程度上能达到缓解疼痛、提高功能的目的。此外，对于局灶性软骨缺损的患者来说，基于支架的治疗方案变得更加容易，为了保持软骨细胞表型稳定性和促进软骨再生，需要设计一种优化细胞微环境的仿生支架。软骨是一种无血管、淋巴管、神经的致密组织，软骨细胞主要通过关节滑液的扩散渗透得到营养物质。在软骨组织工程设计的支架中负载细胞，仍面临营养递送效率较低的问题。

在软骨组织工程中，如何提高营养递送效率、增强软骨细胞在软骨组织工程支架中的粘附，促进软骨细胞的增殖，同时改善软骨修复材料的摩擦性能，成为人们需要解决的问题之一。

本发明以高分子量的透明质酸为主链，聚半乳糖为侧链，由简单的化学接枝制备仿生刷状糖分子，通过物理缠结负载于软骨组织工程支架中，既可为软骨细胞提供良好的粘附点，又能在软骨细胞周围直接提供大量分泌基质时所需的营养物质，在优化细胞微环境方面具有很大应用潜力，同时该分子具有良好的水溶性，与软骨修复材料结合改善摩擦性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种基于透明质酸和α-D-半乳糖的聚合物刷。

本发明另一目的在于提供一种上述基于透明质酸和α-D-半乳糖聚合物刷的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述基于透明质酸和α-D-半乳糖的聚合物刷的应用。所述基于透明质酸和α-D-半乳糖聚合物刷在生物医药领域中的应用，特别用于软骨组织工程，将基于透明质酸和α-D-半乳糖聚合物刷与软骨组织工程支架复合，在负载软骨细胞的复合软骨组织工程支架中刺激软骨细胞进行合成代谢，为软骨细胞提供营养物质，增强软骨细胞在软骨组织工程支架中的粘附，促进软骨细胞的增殖。本发明的基于透明质酸和α-D-半乳糖聚合物刷还用作软骨细胞营养物，同时还可用来制备改善软骨修复材料摩擦的仿生润滑剂。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种基于透明质酸和α-D-半乳糖的聚合物刷，其结构为式I：

其中，n为25～60的整数，x为280～427的整数，y为90～150的整数。

上述基于透明质酸和α-D-半乳糖的聚合物刷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将透明质酸和己二酸二酰肼混合反应，得到氨基改性透明质酸；

(2)以6-O-甲基丙烯酰-双丙酮半乳糖为聚合单体，在引发剂和链转移剂作用下，经可逆加成断裂链转移自由基聚合，然后脱去吡喃环上羟基保护基团异亚丙基，获得末端带有羧基的聚(α-D-半乳糖)；