专利名称：左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架及其制备方法
技术领域：
本发明属于生物医用材料技术领域，特别涉及左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架及其制备方法。
背景技术：
目前，多孔复合支架的研究主要集中在生物可降解的高分子。一种生物可降解的高分子-左旋聚乳酸(PLLA)具有良好的生物相容性，生物降解性和较好的力学性能，可控制的降解性能以及可加工性，其降解产物乳酸能参与人体的新陈代谢。这使它已成为当前生物医学领域中最受重视的材料之一，并已被美国药品食品管理局(FDA)批准用于人体。 聚乳酸及其共聚物主要用于药物控制释放体系、骨内固定物、组织修复及细胞培养材料及医用手术缝合线等。但是左旋聚乳酸存在一些应用方面的缺陷(1)聚乳酸为疏水性物质， 降低了它的生物相容性；(2)其降解产物引起的酸性环境加速PLLA自身的降解，还易引起体内无菌炎症；(3)作为多孔支架，其力学性能不佳。因此，针对骨修复而言，多孔复合支架既须保持一定力学性能，又能克服PLLA引起的酸性问题，是一个具有挑战的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架及其制备方法，在改善纯PLLA多孔支架力学性能、降解性的同时，增加生物活性因子，且其制备简单方便。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，所述支架具有多孔性，基体为左旋聚乳酸，珍珠粉均勻分布在支架孔壁内外。所述左旋聚乳酸的粘度为0. 5-7. 0dl/go所述珍珠粉的平均粒径为10-100 μ m。所述珍珠粉与左旋聚乳酸的质量比为0. 01-99。所述珍珠粉来自淡水三角帆蛘所产珍珠，珍珠为文石珍珠和球文石珍珠。
所述支架平均孔径为80-100 μ m,支架孔隙率为80 % -95 %。本发明还提供了所述左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架的制备方法，包括以下步骤第一步，将左旋聚乳酸溶于有机溶剂，质量体积比为0. 01-0. 5g/ml，搅拌溶解；第二步，再加入与左旋聚乳酸质量比为0.01-99的珍珠粉，搅拌反应0.02-2小时， 超声分散0. 02-2小时；第三步，将第二步得到的溶液倒入模具，摇勻0. 01-10分钟后，放在低于零度环境中预冷冻2- 小时；第四步，冷冻好的样品放在低于零度环境中冷冻干燥12-96小时后，得到干燥的多孔复合支架。其中，所述有机溶剂为1-4-二氧六环，所述珍珠粉为文石珍珠粉和球文石珍珠粉。其中，将文石和球文石珍珠用酒精浸泡清洗，再用去离子水洗三遍后自然干燥。然后用中药粉碎机粉碎后过筛(300目)，得到珍珠粉颗粒。本发明所制备的左旋聚乳酸/珍珠粉支架具有显著的优点(1)良好的生物相容性。该复合支架所选用的左旋聚乳酸和珍珠粉，均具有良好的生物相容性。把两者复合使用，支架也具有良好的生物相容性。(2)适量添加珍珠粉后，不影响左旋聚乳酸支架的形貌、孔径和孔隙率。保留支架的多孔形貌和一定的孔径有利于细胞贴附、增殖和分化。同时，添加珍珠粉后，可增加支架的力学性能。(3)良好的骨诱导作用。添加珍珠粉后，由于珍珠层的物理、化学性质及生物学特性与骨组织非常接近，具有骨传导性和较好的成骨作用，在支架区域易于成骨。珍珠粉自身携带生物活性因子，且信号因子在珍珠层中较为稳定，不易变性，起到缓释的效果。(4)制备方法简单。携带特异性因子或蛋白的支架往往为了确保蛋白的缓释和不易变性而制备工艺复杂，而左旋聚乳酸/珍珠粉支架利用信号因子在珍珠层中稳定性，只需把珍珠粉添加至左旋聚乳酸的溶液中冷冻干燥即可，制备过程越简单越能完整地保留信号因子。(5)缓解左旋聚乳酸降解引起的酸性问题。左旋聚乳酸降解产生的酸性物质能与碳酸钙发生反应。同时，文石珍珠粉和球文石珍珠粉在体外降解呈碱性，左旋聚乳酸/文石支架、左旋聚乳酸/球文石支架在体外降解也呈碱性。碱性环境可中和左旋聚乳酸降解引起的酸性，稳定微环境的PH值，有利于细胞的生长和增殖，延长复合支架降解时间。
图1是本发明左旋聚乳酸/文石珍珠粉支架截面形貌图；图2是本发明左旋聚乳酸/球文石珍珠粉支架截面形貌图；图3是本发明左旋聚乳酸/球文石珍珠粉支架珍珠粉的分布形貌图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。实施例1 一种成分的左旋聚乳酸/文石珍珠粉支架制备过程如下第一步，将0.4g左旋聚乳酸(平均分子量IOOKDa)溶于SmL的1_4_ 二氧六环中， 磁力搅拌他，形成5% (w/v)左旋聚乳酸的1-4- 二氧六环溶液；第二步，将文石珍珠用酒精浸泡4小时，然后用去离子水洗三遍后自然干燥，再用中药粉碎机粉碎后过筛(300目)，得到文石珍珠粉颗粒，取0.4g文石珍珠粉加入第一步的溶液中，继续搅拌0. 5h,然后以60w的强度超声分散0. 5h，制得均勻的混合溶液，其中，左旋聚乳酸与文石珍珠粉的质量比为1 1。第三步，将溶液倒入圆柱体模具，摇勻5分钟后，放在_20°C环境冷冻12小时。
第四步，将冷冻好的样品放入冷冻干燥机，其中，冷冻干燥机已在_60°C预冷0. 5h 以上，冷冻干燥72小时后得到干燥的多孔复合支架。所得左旋聚乳酸/文石珍珠粉支架截面形貌如图1所示，平均孔径80-100 μ m,孔隙率86. 4%，平均屈服强度为0. 550MPa。实施例2 —种成分的左旋聚乳酸/球文石珍珠粉支架制备过程如下第一步，将0.4g左旋聚乳酸(平均分子量IOOKDa)溶于SmL的1_4_ 二氧六环中， 磁力搅拌他，形成5% (w/v)左旋聚乳酸的1-4- 二氧六环溶液；第二步，将球文石珍珠用酒精浸泡4小时，然后用去离子水洗三遍后自然干燥，再用中药粉碎机粉碎后过筛(300目)，得到球文石珍珠粉颗粒，取0.6g球文石珍珠粉加入第一步的溶液中，继续搅拌0. 5h，然后以60w的强度超声分散0. 5h，制得均勻的混合溶液，其中，左旋聚乳酸与球文石珍珠粉的质量比为2 3。第三步，将溶液倒入圆柱体模具，摇勻5分钟后，放在-20°C环境冷冻12小时。第四步，将冷冻好的样品放入冷冻干燥机，其中，冷冻干燥机已在_60°C预冷0. 5h 以上，冷冻干燥72小时后得到干燥的多孔复合支架。所得左旋聚乳酸/球文石珍珠粉支架截面形貌如图2所示，平均孔径80-100 μ m, 孔隙率87. 9%，平均屈服强度为0. 601MPa，珍珠粉的分布形貌如图3所示。实施例3 两种成分的左旋聚乳酸/珍珠粉复合支架制备过程如下第一步，将0.4g左旋聚乳酸(平均分子量IOOKDa)溶于SmL的1_4_ 二氧六环中， 磁力搅拌他，形成5% (w/v)左旋聚乳酸的1-4- 二氧六环溶液；第二步，将0. 26g文石珍珠和0. 17g球文石珍珠用酒精浸泡4小时，然后用去离子水洗三遍后自然干燥，再用中药粉碎机粉碎后过筛(300目)，得到混合珍珠粉颗粒，将所得混合珍珠粉加入第一步的溶液中，得到文石珍珠粉含量为40%、球文石珍珠粉含量为30% (w/w)的混合溶液，搅拌0.证，然后以60w的强度超声分散0. 5h，制得均勻的混合溶液。第三步，将溶液倒入圆柱体模具，摇勻5分钟后，放在-20°C环境冷冻12小时。第四步，将冷冻好的样品放入冷冻干燥机，其中，冷冻干燥机已在_60°C预冷0. 5h 以上，冷冻干燥72小时后得到干燥的两种成分的多孔复合支架。本发明中，为了提高多孔复合支架的力学性能，选择添加有生物活性且具有一定力学性能的颗粒。采用碳酸钙并携带信号因子，即珍珠粉，与左旋聚乳酸复合制备多孔支架。研究表明，碳酸钙具有良好的生物相容性，与磷酸钙相比，稳定性较差，溶解性更好。珍珠层的物理、化学性质及生物学特性与骨组织非常接近。珍珠层具有低免疫原性、良好的生物相容性、可降解性、骨传导性和较好的成骨作用，且自身携带生物活性因子，符合理想的支架材料的设计理念。珍珠层的有机基质中含有的生长因子，有机基质中可溶的小分子量的蛋白似乎对于促进骨细胞的分化和增殖更为重要。自然界的淡水珍珠可分为文石珍珠和球文石珍珠，研究表明，纯的球文石珍珠内部结构疏松，稳定性较文石差。虽然两者水可溶基质不完全一致，但是球文石珍珠有机基质含量略高于文石珍珠。因此可知，球文石珍珠有可能比文石珍珠降解速率高，骨诱导性强。 故而，用文石/球文石珍珠制备多孔左旋聚乳酸/珍珠粉支架材料，在改善支架材料降解性的同时增加生物活性因子，是一种非常具有应用前景的支架制备模式。左旋聚乳酸降解产物引起的酸性环境加速自身的降解，经实验验证，文石珍珠粉和球文石珍珠粉在体外降解呈碱性，左旋聚乳酸/文石珍珠、左旋聚乳酸/球文石珍珠支架在体外降解也呈碱性，碱性环境可中和左旋聚乳酸降解引起的酸性。稳定微环境的PH值， 有利于细胞的生长和增殖，也可延长复合支架降解时间。以上各个实施例中珍珠粉的平均粒径测定方法激光粒度分析仪(Mastersizer 2000，英国)测定其平均粒径。孔隙率的测试方法用压汞仪(Autopore IV9510，美国)分别测试三组样品求平均值。屈服强度的测试方法用万能力学测试仪(Zwick Z005，德国)测试并绘出应力应变曲线，从线性形变到塑性形变的起点可视为屈服强度值。测试三组样品求平均值。降解溶液一般采用磷酸缓冲液(PBS溶液)，由于支架中的碳酸钙与PBS中的磷酸二氢盐反应，所以选用0. 9%的氯化钠溶液作为降解溶液。本发明的制备过程中，参数的选择比较宽泛，左旋聚乳酸与有机溶剂的量比，能够满足溶解需求以及后续的珍珠粉分散即可；而左旋聚乳酸与珍珠粉的量比，则几乎可以是任意比，根据不同的应用环境，一般在99-0.01的范围中选取，冷冻干燥则要使得支架彻底干燥为止，因此，参数的合理以及优化选择不应当理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述支架具有多孔性，基体为左旋聚乳酸，珍珠粉均勻分布在支架孔壁内外。
2.根据权利要求1所述的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述左旋聚乳酸的粘度为0. 5-7. 0dl/go
3.根据权利要求1所述的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述珍珠粉的平均粒径为10-100 μ m。
4.根据权利要求1所述的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述珍珠粉与左旋聚乳酸的质量比为0. 01-99。
5.根据权利要求1所述的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述珍珠粉来自淡水三角帆蛘所产珍珠。
6.根据权利要求5所述的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述珍珠为文石珍珠和球文石珍珠。
7.根据权利要求1所述的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述支架平均孔径为80-100 μ m。
8.根据权利要求1所述的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，其特征在于，所述支架孔隙率为80% -95% ο
9.制备权利要求1所述左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架的方法，其特征在于，包括以下步骤第一步，将左旋聚乳酸溶于有机溶剂，质量体积比为0. 01-0. 5g/ml，搅拌溶解；第二步，再加入与左旋聚乳酸质量比为0.01-99的珍珠粉，搅拌反应0. 02-2小时，超声分散0. 02-2小时；第三步，将第二步得到的溶液倒入模具，摇勻0. 01-10分钟后，放在低于零度环境中预冷冻2-24小时；第四步，冷冻好的样品放在低于零度环境中冷冻干燥12-96小时后，得到干燥的多孔复合支架。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为1-4-二氧六环，所述珍珠粉为文石珍珠粉和球文石珍珠粉。
全文摘要
本发明公开了属于生物医用材料技术领域的一种左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架的成分及其制备方法，支架基体为左旋聚乳酸，珍珠粉均匀分布在支架孔壁内外，支架具有多孔性，平均孔径为80-100μm，平均孔隙率为80％以上，本发明还公开了一种左旋聚乳酸/珍珠粉支架的制备方法，本发明利用珍珠层良好的生物相容性和良好的成骨作用，且自身携带生物活性因子的特点，采用共混和冷冻干燥方法，制备出携带信号因子的左旋聚乳酸/珍珠粉的多孔复合支架，方法简单实用，复合支架具有良好的生物相容性和良好的力学性能。
文档编号A61L27/44GK102357262SQ20111030359
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者冯庆玲, 刘渊声, 谭荣伟 申请人:清华大学