專利名稱：天然高分子修飾的介孔聚己內(nèi)酯及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯及其用途，具體地說，涉及一種由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯及其用途。
背景技術(shù)：
組織工程支架作為組織工程的三要素之一，不僅能模擬細(xì)胞外環(huán)境，誘導(dǎo)細(xì)胞黏附，生長，分化，同時也能作為物理支撐物，彌補(bǔ)組織缺損所造成的力學(xué)損失。聚酯類材料具有生物可降解性，良好的生物相容性以及優(yōu)異的力學(xué)性能，被廣泛地用于支架的制備(如 對骨、軟骨、皮膚及肝臟等組織的修復(fù)研究都用到了聚酯類支架)。通過把藥物或生物活性因子引入聚酯類支架體系中，能實現(xiàn)該類支架的功能化。 如在支架中引入抗炎類藥物，能緩解植入體內(nèi)所引起的炎癥反應(yīng)，提高組織與材料之間的適應(yīng)性；又如負(fù)載生物活性因子的支架，不僅能提高細(xì)胞的生長速率，更對細(xì)胞的分化，成熟起到?jīng)Q定性作用。目前，多采用直接對聚酯類支架表面進(jìn)行天然高分子涂層，但所得到的修飾物，其修飾程度低，修飾時間短(會快速溶于水中而滲透出支架)，被引入的藥物也會快速地釋放，難以起到緩釋的作用。因此，提供一種不僅能有效地、持續(xù)地提高表面親水性，同時也能對藥物進(jìn)行緩釋作用的聚酯類支架成為本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于，提供一種由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯；本發(fā)明的目的之二在在，提供一種上述的聚己內(nèi)酯的用途。本發(fā)明所提供的由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯，是在負(fù)壓條件下，以京尼平(Genipin)為交聯(lián)劑、水為分散介質(zhì)，由具有孔徑(直徑)分別為5μπι 10 μ m、45 μ m 50 μ m和200 μ m 300 μ m多孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯與天然高分子交聯(lián)獲后得；其中，所述的天然高分子是高分子明膠(優(yōu)選重均分子量為30，000 50，000的明膠)、膠原蛋白或殼聚糖。所述的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯，由采用粒徑(直徑)為45μπι 50μπι的溶于水和符合醫(yī)用條件的斜方晶型無機(jī)粒子和粒徑(直徑)為200 μ m 300 μ m的氯化鈉粒子與聚己內(nèi)酯依次經(jīng)“溶劑澆注及粒子浸出”，“氣體發(fā)泡”以及“熱致相分離”后得到。本發(fā)明還揭示了一種所提供由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的用途，即所述的聚己內(nèi)酯作為載藥功能化組織工程支架的應(yīng)用。


圖1為在實施例1中，不同濃度明膠溶液修飾具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的過程中，
3溫度與凝膠時間，時間與被修飾物重量變化的關(guān)系圖；其中A-溫度與凝膠時間的關(guān)系圖，B-時間與被修飾物重量變化的關(guān)系圖。圖2為由實施例1和比較實施例1所制備的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的穩(wěn)定性評價曲線；其中■ _表示實施例1中用濃度為4%明膠濃度修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯；▽-表示比較實施例1未交聯(lián)明膠的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯。圖3為由實施例1和比較實施例2所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的吸水性評價曲線；其中■ _表示實施例1中濃度為4%明膠修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯；· _表示實施例1中濃度為8%明膠濃度修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯；表示實施例1中濃度為16%明膠修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯；▽-表示比較實施例2中未經(jīng)明膠膠修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯。圖4為實施例1及比較實施例2所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的SEM圖；其中A.-由比較實施例2所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的SEM圖；B.-由實施例1 (明膠濃度4w/v% )所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的SEM圖；C.-由實施例1 (明膠濃度8w/v% )所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的SEM圖；D.-實施例1 (明膠濃度16w/v% )所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的SEM圖。圖5為實施例2和比較實施例3所制備的、具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯分別對消炎痛及牛血清蛋白的釋藥評價曲線；其中，A-牛血清蛋白；B-消炎痛；·-由實施例2所制備的聚己內(nèi)酯；眷-比較實施例3所制備的聚己內(nèi)酯。
具體實施例方式在本發(fā)明中，對于用于制備本發(fā)明所述的介孔聚己內(nèi)酯的原料(即聚己內(nèi)酯) 并無特殊要求，只要所用的聚己內(nèi)酯符合醫(yī)用條件即可。本發(fā)明推薦使用重均分子量為 50，000 120，000的聚己內(nèi)酯。本發(fā)明提供一種制備本發(fā)明所述介孔聚己內(nèi)酯的方法，具體包括如下步驟(1)將聚己內(nèi)酯和二氧六環(huán)置于一容器中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫匠吻迦芤?，將由粒?(直徑)為45 μ m 50 μ m的溶于水和符合醫(yī)用條件的斜方晶型無機(jī)粒子和粒徑(直徑) 為200μπι 300μπι的氯化鈉粒子組成的混合物加入所得的澄清溶液中，攪拌混勻，并在-20°C _18°C狀態(tài)下保持至少12小時，得固狀物；(2)將由步驟(1)所得的固狀物依次浸入_20°C _18°C的乙醇中、pH值為5 6 的酸性水溶液(如鹽酸水溶液等)中和“雙蒸水”中，取出固狀物，其經(jīng)干燥后得到由具有孔徑(直徑)分別為5 μ m 10 μ m、45 μ m 50 μ m禾口 200 μ m 300 μ m多孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯(簡記介孔聚己內(nèi)酯)；(3)將天然高分子(優(yōu)選重均分子量為30，000 50，000的明膠)和京尼平(交聯(lián)劑)置于一容器中，加水溶解，充分?jǐn)嚢韬蟮玫饺芤?；在所述的溶液中，京尼平的濃度?. 2w/v%，天然高分子的濃度為4w/v% 16w/v% ；(4)將由步驟(2)所得的介孔聚己內(nèi)酯浸入步驟(3)所得的溶液中，在負(fù)壓 (0. 04MPa 0. OlMPa)及水浴溫度37°C 45°C條件下，保持10分鐘 50分鐘，然后從溶液中取出具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯，置于36°C 37°C的培養(yǎng)箱中，并在此狀態(tài)保持8小時至12小時，取出所述的聚己內(nèi)酯，該聚己內(nèi)酯經(jīng)冷凍干燥后即為目標(biāo)物(由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯)；其中，所述固狀物在所述乙醇中的浸泡時間為12小時至24小時、在所述的酸性水溶液中浸泡至少24小時、在“雙蒸水”(是指經(jīng)兩次蒸餾的去離子水)中浸泡至少120小時。在本發(fā)明一個優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的斜方晶型無機(jī)粒子與氯化鈉粒子的質(zhì)量比為4 1 1 4，更優(yōu)選的質(zhì)量比為1 1 1 2;在本發(fā)明另一個優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的斜方晶型無機(jī)粒子碳酸氫鹽，如(但不限于)碳酸氫銨或/和碳酸氫鈉等。在本發(fā)明又一個優(yōu)選的技術(shù)方案中，由所述的斜方晶型無機(jī)粒子與氯化鈉粒子組成的混合物與所述的聚己內(nèi)酯的質(zhì)量比為4 1 10 1。在本發(fā)明又一個優(yōu)選的技術(shù)方案中，在步驟(4)中，由步驟(2)所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯浸漬在步驟(3)所得的溶液中的時間為20分鐘至30分鐘，水浴溫度為 35°C 40"C。在本發(fā)明又一個優(yōu)選的技術(shù)方案中，在步驟(3)中，天然高分子的濃度控制在4w/ v% 8w/v%為宜，最佳的天然高分子的濃度為4w/v%。本發(fā)明提供了一種由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯(簡稱修飾聚己內(nèi)酯)。所述修飾聚己內(nèi)酯具有修飾程度高和修飾物不易溶出等優(yōu)點。此外，本發(fā)明人還意外發(fā)現(xiàn)所制備的修飾聚己內(nèi)酯還具備藥物緩釋功能，為聚己內(nèi)酯成為載藥功能化組織工程支架奠定了基礎(chǔ)。下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。所列實施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例1(1)聚己內(nèi)酯(重均分子量為50，000 120，000)溶解于二氧六環(huán)中，濃度為 0. 2g/ml，在40°C下溶解充分得到澄清溶液，倒入模具中；把篩取的顆粒直徑為200-300 μ m 氯化鈉粒子和顆粒直徑為45-50 μ m碳酸氫鈉粒子分別質(zhì)量比為6. 5 3. 5的比例混合， 得無機(jī)粒子混合物，以10 1的無機(jī)粒子混合物/聚合物質(zhì)量比加入上述澄清溶液中，攪拌超聲使無機(jī)粒子在聚合物溶液中均勻分散后，置于-20°C冰箱中冷凍過夜。取出后置于 200mL, _20°C -18°C預(yù)冷凍的無水乙醇溶液中過夜，取出后置于pH值為5的鹽酸水溶液中，24小時后取出，再浸沒于“雙蒸水”中，每12小時換一次水，6天后取出，冷凍干燥得到介孔聚己內(nèi)酯。(2)將濃度分別為 5w/v%、10w/v%*20w/v%的明膠(Sigma，BC) (sigma公司的生化級)溶解于“雙蒸水”中，得含量不同的明膠水溶液，再在所得明膠水溶液中分別加入京尼平，得明膠濃度分別為4 八％、8 八％和16 八％的、京尼平濃度為0. 2w/v%的水溶液。(3)將由步驟(1)制得的介孔聚己內(nèi)酯分別浸入由步驟(2)所得的溶水液中，在負(fù)壓(0. 04MPa 0. OlMPa)及水浴溫度37°C 45°C條件下，保持10分鐘 50分鐘，然后分別從水溶液中取出介孔聚己內(nèi)酯，置于36°C 37°C的培養(yǎng)箱中，并在此狀態(tài)保持8小時至12小時，取出所述介孔聚己內(nèi)酯，該聚己內(nèi)酯經(jīng)冷凍干燥后即為目標(biāo)物(由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯)。在制備過程中不同放置時間以及放置溫度如圖1。實施例2除在明膠/京尼平溶液中加入藥物消炎痛以及牛血清蛋白，明膠濃度為4w/v%， 水浴溫度為37°C，浸漬時間為25分鐘外，其它條件與實施例1相同，重復(fù)實施1的步驟。比較實施例1除不加入交聯(lián)劑京尼平，明膠濃度為4w/v%，水浴溫度為37°C，浸漬時間為25分鐘外，其他條件與實施例1相同；由實施例1和比較實施例1所制備的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的穩(wěn)定性評價曲線見圖2。由圖2可知，引入交聯(lián)劑京尼平后，顯著地延長了明膠在介孔聚己內(nèi)酯內(nèi)部的修飾時間。比較實施例2除不加明膠，京尼平外，其他條件與實施例1相同；由實施例1和比較實施例2所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的吸水性評價曲線見圖3;由實施例1和比較實施例2所得的具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯的SEM圖如圖4所示。比較實施例3除不加入京尼平(交聯(lián)劑)外，其他條件與實施例2相同；實施例2和比較實施例3所制備的、具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯分別對消炎痛及牛血清蛋白的釋藥評價曲線，見圖5。
權(quán)利要求
1.一種由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯由主要步驟如下的方法所制得在負(fù)壓條件下，以京尼平為交聯(lián)劑、水為分散介質(zhì)，由具有孔徑分別為5 μ m 10 μ m、 45 μ m 50 μ m和200 μ m 300 μ m多孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯與天然高分子交聯(lián)獲后得； 其中，所述的天然高分子是高分子明膠、膠原蛋白或殼聚糖。
2.如權(quán)利要求1所述的聚己內(nèi)酯，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯由包括下列步驟的方法所制得(1)將重均分子量為30，000 50，000的明膠和京尼平置于容器中，加水溶解，充分?jǐn)嚢韬蟮玫饺芤?；在所述的溶液中，京尼平的濃度?. 2w/v%，明膠的濃度為4w/v% 16w/v% ；(2)將具有孔徑分別為5μπι 10μπι、45μπι 50μ m禾口 200 μ m 300 μ m多孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯浸入步驟(1)所得的溶液中，在負(fù)壓(0. 04MPa 0. OlMPa)及水浴溫度37°C 45 °C條件下，保持10分鐘 50分鐘，然后從溶液中取出具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯，于 36°C 37°C的狀態(tài)保持8小時至12小時，再經(jīng)冷凍干燥后即為目標(biāo)物。
3.如權(quán)利要求2所述聚己內(nèi)酯，其特征在于，其中，具有孔徑分別為5μ m 10 μ m、 45μπι 50μπι和200μπι 300μπι多孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯浸漬在步驟(1)所得的溶液中的時間為20分鐘至30分鐘。
4.如權(quán)利要求2所述的聚己內(nèi)酯，其特征在于，步驟(2)中，水浴溫度為35°C 40°C。
5.如權(quán)利要求4所述的聚己內(nèi)酯，其特征在于，步驟(2)中，水浴溫度為37°C。
6.如權(quán)利要求2所述的聚己內(nèi)酯，其特征在于，步驟(1)中，明膠的濃度為4w/v%。
7.如權(quán)利要求1 6中任意一項所述的聚己內(nèi)酯作為載藥功能化組織工程支架的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯及其用途。本發(fā)明所提供的、由天然高分子修飾的、且具有介孔結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯具有修飾程度高和修飾物不易溶出等優(yōu)點。此外，本發(fā)明提供的聚己內(nèi)酯還具備藥物緩釋功能，為聚己內(nèi)酯成為載藥功能化組織工程支架奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號A61L27/22GK102516727SQ201110365908
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者張清淳, 郎美東 申請人:華東理工大學(xué)