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
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有介孔結構的聚己內(nèi)酯及其用途，具體地說，涉及一種由天然高分子修飾的、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯及其用途。
背景技術：
組織工程支架作為組織工程的三要素之一，不僅能模擬細胞外環(huán)境，誘導細胞黏附，生長，分化，同時也能作為物理支撐物，彌補組織缺損所造成的力學損失。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，提高組織與材料之間的適應性；又如負載生物活性因子的支架，不僅能提高細胞的生長速率，更對細胞的分化，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，同時也能對藥物進行緩釋作用的聚酯類支架成為本發(fā)明需要解決的技術問題。

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、且具有介孔結構的聚己內(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、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯，是在負壓條件下，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多孔結構的聚己內(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。所述的具有介孔結構的聚己內(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、且具有介孔結構的聚己內(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構的聚己內(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系圖；其中A-溫度與凝膠時間的關系圖，B-時間與被修飾物重量變化的關系圖。圖2為由實施例1和比較實施例1所制備的具有介孔結構的聚己內(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、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯；▽-表示比較實施例1未交聯(lián)明膠的、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯。圖3為由實施例1和比較實施例2所得的具有介孔結構的聚己內(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、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯；· _表示實施例1中濃度為8%明膠濃度修飾的、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯；表示實施例1中濃度為16%明膠修飾的、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯；▽-表示比較實施例2中未經(jīng)明膠膠修飾的、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯。圖4為實施例1及比較實施例2所得的具有介孔結構的聚己內(nèi)酯的SEM圖；其中A.-由比較實施例2所得的具有介孔結構的聚己內(nèi)酯的SEM圖；B.-由實施例1 (明膠濃度4w/v% )所得的具有介孔結構的聚己內(nèi)酯的SEM圖；C.-由實施例1 (明膠濃度8w/v% )所得的具有介孔結構的聚己內(nèi)酯的SEM圖；D.-實施例1 (明膠濃度16w/v% )所得的具有介孔結構的聚己內(nèi)酯的SEM圖。圖5為實施例2和比較實施例3所制備的、具有介孔結構的聚己內(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，充分攪拌后得到澄清溶液，將由粒徑 (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多孔結構的聚己內(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，充分攪拌后得到溶液；在所述的溶液中，京尼平的濃度為0. 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構的聚己內(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物(由天然高分子修飾的、且具有介孔結構的聚己內(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)選的技術方案中，所述的斜方晶型無機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)選的技術方案中，所述的斜方晶型無機粒子碳酸氫鹽，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)選的技術方案中，由所述的斜方晶型無機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)選的技術方案中，在步驟(4)中，由步驟(2)所得的具有介孔結構的聚己內(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、且具有介孔結構的聚己內(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。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述。所列實施例并不限制本發(fā)明的保護范圍。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， 得無機粒子混合物，以10 1的無機粒子混合物/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物(由天然高分子修飾的、且具有介孔結構的聚己內(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構的聚己內(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所得的具有介孔結構的聚己內(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所得的具有介孔結構的聚己內(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、具有介孔結構的聚己內(nèi)酯分別對消炎痛及牛血清蛋白的釋藥評價曲線，見圖5。
權利要求
1.一種由天然高分子修飾的、且具有介孔結構的聚己內(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多孔結構的聚己內(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，充分攪拌后得到溶液；在所述的溶液中，京尼平的濃度為0. 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多孔結構的聚己內(nèi)酯浸入步驟(1)所得的溶液中，在負壓(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構的聚己內(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物。
3.如權利要求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多孔結構的聚己內(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、且具有介孔結構的聚己內(nèi)酯及其用途。本發(fā)明所提供的、由天然高分子修飾的、且具有介孔結構的聚己內(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。
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