[发明专利]一种用于关节假体润滑的透明质酸基触变性水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于关节假体润滑的透明质酸基触变性水凝胶及其制备方法，涉及仿生润滑液技术领域，所述透明质酸基触变性水凝胶由体积比为1～16:4的中性交联透明质酸或透明质酸钠溶液与4～6wt.％的蛋白质溶液制成，所述交联透明质酸或透明质酸钠溶液由体积比为1～10:500的交联剂和7～10wt.％的透明质酸或透明质酸钠碱性溶液交联反应制成。本发明提供的透明质酸基触变性水凝胶，其制备方法的工艺简单、制备成本低；制备的透明质酸基触变性水凝胶用作关节假体润滑液时，具备良好的润滑性能，能有效减小关节假体的磨损和降低摩擦系数，同时具有优良的生物相容性。

技术领域

本发明涉及仿生润滑液技术领域，具体涉及一种用于关节假体润滑的透明质酸基触变性水凝胶及其制备方法。

背景技术

随着年龄的增加，关节炎发生率逐渐提高，但是目前数据表明，关节炎正在趋于年轻化。当发生骨性关节炎(OA)、类风湿关节炎(RA)或者其他感染性关节疾病时，会使得关节润滑液成分改变或润滑液减少，在此情况下关节摩擦程度增加，会导致关节大量磨损，从而导致关节病变，发生关节疼痛、僵直和肿胀，进而影响关节的正常工作。病变早期可注入外源性的润滑液，有利于改善关节的摩擦情况，抑制关节病变。病变晚期需要进行关节置换手术，然而关节置换所用的材料多半为金属、陶瓷和超高分子聚乙烯等，由于缺少正常关节的润滑系统，不可避免会产生摩擦磨损，磨损的颗粒是导致关节假体松动的主要原因。为了延长关节假体的使用寿命，需要仿生关节润滑液提供润滑作用，但是关节假体的植入导致关节囊被移除，不能存储液态仿生润滑液，并且液态润滑液不易粘附在关节表面；进而导致液态仿生润滑液易流逝，此外液态仿生润滑液还存在易被降解的问题(D.Diracoglu,K.Alptekin,B.Teksoz,et al.Knee vs hip single-joint intra-articular hyaluronicacid injection in patients with both hip and knee osteoarthritis:a pilotstudy,Clin Rheumatol,2009,28,1021-1024)。

鉴于上述问题，为了提高仿生润滑液的使用时间，就要求仿生润滑液具备优异的抗降解和易储存的性能。目前透明质酸(又名玻尿酸，英文名hyaluronic acid，简称HA)因其良好的生物相容性，是比较常见的关节仿生润滑液，但体外注射透明质酸到关节时，在体内酶的降解作用下，透明质酸在关节中的半衰期约为12h，极大限制了HA在关节中的润滑时间(Kim H,Jeong H,Han S,et al.Hyaluronate and its derivatives for customizedbiomedical applications[J].Biomaterials,2017,123:155-171.)。为了缓解液态润滑液易降解，水凝胶是一种不错的选择，目前采用化学交联方法制备透明质酸交联水凝胶，但目前制备的交联水凝胶仅能在小应力(Kpa级)条件下润滑，随着加载应力的增加，水凝胶出现断裂的情况(Bonyadi S Z,Dunn A C.Brittle or Ductile？Abrasive Wear ofPolyacrylamide Hydrogels Reveals Load-Dependent Wear Mechanisms[J].TribologyLetters,2020,68(1):-.)，因此在人体关节载荷条件下(应力≈18Gpa)，水凝胶的润滑效果受到限制。所以开发一种兼具抗降解性和可储存性且能在人体关节载荷条件下实现润滑效果的仿生关节润滑液具有重要的科学意义。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种用于关节假体润滑的透明质酸基触变性水凝胶及其制备方法，以解决现有透明质酸交联水凝胶在人体关节载荷条件下的润滑效果受到限制的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：