CN102641521A

CN102641521A - 一种聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法

Info

Publication number: CN102641521A
Application number: CN2012101211941A
Authority: CN
Inventors: 高长有; 马列; 王美聪
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明公开了一种聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法。该支架以可降解聚酯为原料，通过低温冷冻和冷冻干燥去溶剂过程制备得到具有多孔结构的微球堆积型支架。相对于传统的多孔支架，该方法制备的多孔支架由微球堆积而成，而且可以实现微球和多孔结构的同步形成，制备方法简单易行，重复性好。该聚酯微球堆积型多孔支架具有孔间连通性好，孔隙率高，力学强度优良的特点，而且微球支架所特有的球形表面有利于细胞的粘附和生长，可广泛应用于组织再生与修复领域，具有良好的临床应用前景。

Description

一种聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法

技术领域

本发明涉及组织工程用多孔支架的制备方法，尤其涉及一种聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法。

背景技术

组织工程是一个涉及到医学、化学、生物学、材料学等多学科、多领域的交叉研究课题。在组织工程的研究中，支架材料的选择和支架的构建是其中的关键环节，只有构建出具有特定微观结构、优良的机械性能、适宜的降解性能以及良好的生物相容性的支架，才能有效地促进细胞的粘附和生长，进而实现缺损组织或器官的再生修复。

组织工程多孔支架往往要求具有良好的孔间连通性和高比表面积，从而有利于营养物质的传输和细胞的粘附与伸展。相对于传统的多孔支架，微球堆积型多孔支架因其堆积单元的球形结构，可以赋予支架更高的比表面积。同时，微球表面的不同曲率特征对细胞的粘附、增殖和迁移等行为可产生不同的影响，有利于诱导细胞向特定组织或器官的生长与分化。微球堆积形成的多孔结构具有良好的连通性，有利于营养物质的传递和输送。

组织工程多孔支架的常用制备方法有热致相分离法、电纺丝法、致孔剂法、超临界CO₂法、冷冻-冻干法等。其中致孔剂法由于可制备具有大孔径和良好连通性的多孔支架，而得到广泛的应用。采取致孔剂法制备微球堆积型支架，过程更为复杂和繁琐，涉及微球的制备和多孔支架制备等多个步骤。其中，微球制备多采用乳液挥发法，制备过程使用的表面活性剂难以彻底去除，极大地影响支架的生物相容性。致孔剂法涉及致孔剂模板的制备、粘接以及后期模板去除等过程，制备过程相对复杂且周期长，限制了多孔支架的大规模批量制备。此外，通过物理粘接构建的微球堆积型多孔支架的力学性能相对较差，很难满足组织再生与修复中对支架材料力学性能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种以可降解聚酯为原料，简便易行制备具有良好孔间连通性、优异的力学性能以及良好生物相容性的聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法。

本发明的聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法，其步骤如下：

配制质量浓度为5%—25%的聚己内酯或聚L-乳酸的四氢呋喃溶液，将聚己内酯或聚L-乳酸的四氢呋喃溶液在 10—70^oC恒温1小时以上，然后放入模具中，密闭，在-80^oC— -10^oC冷冻0.5小时以上，冷冻干燥去除溶剂，得到聚酯微球堆积型多孔支架。

本发明制备过程中，配制聚己内酯或聚L-乳酸的四氢呋喃溶液的优选质量浓度为10%—20%。

本发明制备过程中，优选聚己内酯或聚L-乳酸的四氢呋喃溶液在10—50^oC恒温1小时以上。

本发明的优点

与传统制备方法相比，本方法制备的多孔支架由微球堆积而成，而且可以实现微球和多孔结构的同步形成，制备方法简单易行，重复性好、可控，制得的聚酯微球堆积型多孔支架的孔的连通性好，力学强度优良，支架中无模板与溶剂残留，孔隙率高，通过冷冻时间、冷冻温度和聚酯溶液的浓度和恒温温度可方便控制支架上的微球尺寸和孔径大小。支架上微球所特有的球形表面赋予了细胞特有的外界响应和物理刺激，使得细胞向特有的细胞或组织分化可控，良好的孔连通性有利于营养物质的传递和细胞间信号的传导，有望广泛应用于组织再生与修复领域，具有良好的临床应用前景。

附图说明

图1a 为质量浓度为10%，恒温温度为37^oC，在-20^oC的温度下冷冻3小时所制备出的聚己内酯微球堆积型多孔支架的扫描电镜照片。

图1b 为质量浓度为10%，恒温温度为50^oC，在-20^oC的温度下冷冻3小时所制备出的聚己内酯微球堆积型多孔支架的扫描电镜照片。

图2a 为质量浓度为15%，恒温温度为37^oC，在-20^oC的温度下冷冻3小时所制备出的聚己内酯微球堆积型多孔支架的扫描电镜照片。

图2b 为质量浓度为15%，恒温温度为50^oC，在-20^oC的温度下冷冻3小时所制备出的聚己内酯微球堆积型多孔支架的扫描电镜照片。

图3为聚己内酯微球堆积型多孔支架中微球的尺寸。

图4为聚己内酯微球堆积型多孔支架的平均孔径。

图5为聚己内酯微球堆积型多孔支架的孔隙率。

图6 为聚己内酯微球堆积型多孔支架的压缩模量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明。

实例1：

配制质量浓度为10%的聚己内酯的四氢呋喃溶液，将聚己内酯的四氢呋喃溶液分别在37^oC、50^oC恒温3小时，然后分别放入模具中，密闭，在-20^oC冷冻3小时，冷冻干燥去除溶剂，得到聚己内酯微球堆积型多孔支架。图图1a和图1b分别为聚己内酯浓度为10%，恒温温度为37^oC和50^oC条件下制备的聚己内酯微球堆积型多孔支架的扫描电子显微镜照片。

实例2：

配制质量浓度为15%的聚己内酯的四氢呋喃溶液，将聚己内酯的四氢呋喃溶液分别在 37^oC、50^oC恒温3小时，然后分别放入模具中，密闭，在-20^oC冷冻3小时，然后冷冻干燥去除溶剂，制得聚己内酯微球堆积型多孔支架。图2a和图2b分别为聚己内酯浓度为15%，初始温度为37^oC和50^oC条件下制备的聚己内酯微球堆积型多孔支架的扫描电子显微镜照片。

实例3：

配制质量浓度为20%的聚己内酯的四氢呋喃溶液，将聚己内酯的四氢呋喃溶液分别在 10^oC、25^oC、37^oC、50^oC条件下恒温3小时，然后分别放入模具中，密闭，在-20^oC冷冻3小时，冷冻干燥去除溶剂，制得聚己内酯微球堆积型多孔支架。

图3、图4和图5分别为实例1、实例2、实例3制备的聚己内酯微球堆积型多孔支架上的微球尺寸、平均孔径和孔隙率，图6为支架干态下的压缩模量。

实例4：

配制质量浓度为5%的聚L-乳酸的四氢呋喃溶液，将该溶液在37^oC恒温3小时，然后放入模具中，密闭，在-25^oC冷冻3小时，冷冻干燥去除溶剂，即可制得聚乳酸微球堆积型多孔支架。

Claims

1. 一种聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法，其步骤如下：

2. 根据权利要求1所述的聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法，其特征在于聚己内酯或聚L-乳酸的四氢呋喃溶液的质量浓度为10%—20%。

3. 根据权利要求1所述的聚酯微球堆积型多孔支架的制备方法，其特征在于聚己内酯或聚L-乳酸的四氢呋喃溶液在10—50^oC恒温。