[发明专利]一种骨再生水凝胶的制备方法

说明书

本发明提供了一种骨再生水凝胶的制备方法，包括：（1）将Ag纳米粒子与具有二硫键的N,N‑二（丙烯酰）胱胺在水相混合，超声处理10分钟，使得N,N‑二（丙烯酰）胱胺通过二硫键结合到Ag纳米粒子表面，形成表面含有多个丙烯基团的基于Ag纳米粒子的交联剂；（2）在表面含有多个丙烯基团的基于Ag纳米粒子的交联剂的溶液中加入GelMA并充分搅拌均匀，之后加入光引发剂配制得到水凝胶前体溶液；（3）在水凝胶前体溶液中加入辅助骨再生修复的种子细胞或/和水溶性药物，形成骨再生水凝胶。还提供了本发明方法制备得到的骨再生水凝胶。本发明方法的工艺简单，制备得到的骨再生水凝胶，生物相容性良好，力学性能优异，成型能力好，适用于骨关节和骨组织修复的应用。

技术领域

本发明涉及生物水凝胶制备的技术领域，特别涉及一种骨再生水凝胶的制备方法。

背景技术

目前人体骨组织的修复的生物材料包括：无机支架材料、合成聚合物材料（可降解与不可降解）和生物水凝胶材料。由于生物水凝胶材料，具有极好的生物相容性、可生物降解性能、以及可包载细胞或者负载水溶性药物将其引入和留存至骨组织缺损处，加快骨再生，具有一定的优势。然而，大多生物水凝胶材料，由于缺乏力学耗散基质，导致易碎、裂纹易扩展和较弱的力学强度，尤其是拉伸强度，这些都限制了生物水凝胶在骨组织的修复中的应用和发展，难以被应用在临床上。

发明内容

本发明旨在提供一种工艺简单的骨再生水凝胶的制备方法，还提供了本发明方法制备得到的骨再生水凝胶，其生物相容性良好，力学性能优异，成型能力好，适用于骨关节和骨组织修复的应用。

本发明通过以下方案实现：

一种骨再生水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）将Ag纳米粒子（粒径为10～50 nm）与具有二硫键的N,N-二（丙烯酰）胱胺在水相混合，超声处理10分钟，使得N,N-二（丙烯酰）胱胺通过二硫键结合到Ag纳米粒子表面，形成表面含有多个丙烯基团的基于Ag纳米粒子的交联剂；

（2）在表面含有多个丙烯基团的基于Ag纳米粒子的交联剂的溶液中加入GelMA（甲基丙烯酸化水凝胶）并充分搅拌均匀，之后加入光引发剂（一般选择I2959）配制得到水凝胶前体溶液；

（3）在水凝胶前体溶液中加入辅助骨再生修复的种子细胞或/和水溶性药物，形成骨再生水凝胶。

进一步地，所述步骤（1）中，表面含有多个丙烯基团的基于Ag纳米粒子的交联剂中的N,N-二（丙烯酰）胱胺的浓度控制为10～30 mg/mL，不同的N,N-二（丙烯酰）胱胺的浓度，表面含有多个丙烯基团的基于纳米粒子的交联剂的接枝率不同，可根据具体需要选择N,N-二（丙烯酰）胱胺的浓度。

进一步地，所述步骤（2）中，所述步骤（2）中，GelMA的用量为表面含有多个丙烯基团的基于Ag纳米粒子的交联剂的溶液体积的8%～15%，光引发剂的用量为表面含有多个丙烯基团的基于Ag纳米粒子的交联剂的溶液体积的0.25%～0.5%。

进一步地，所述步骤（3）中，辅助骨再生修复的种子细胞为骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞或成骨细胞，水溶性药物为类黄酮、地塞米松或双膦酸盐。

一种骨再生水凝胶，使用如上所述的一种骨再生水凝胶的制备方法制备得到。

本发明的一种骨再生水凝胶的制备方法，工艺简单，其制备得到的骨再生水凝胶，生物相容性良好，力学性能优异，成型能力好，适用于骨关节和骨组织修复的应用。将制备得到的骨再生水凝胶注射到骨缺损部位，在10 mW/cm²的UV光照条件下原位交联填补骨缺损部位，从而达到骨的再生修复效果。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。

实施例1

一种骨再生水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备GelMA（甲基丙烯酸化水凝胶）：