CN111214702A - 一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料及其制备方法和应用。一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料，所述仿生修复材料包括A组分和B组分，所述A组分包括I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)、甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)、光引发剂；所述B组分包括四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG‑NHS)。本发明的仿生修复材料能够构建与人体颞下颌关节盘相似的微环境，保证材料在固化之前具有较为优越的流动性，固化后具有较为优越的力学性能，还具有适宜的降解时间，应用范围广；本发明得到的仿生修复体为双网互穿结构，具有优良的力学性能，满足临床应用。

Description

一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料及其制备方 法和应用
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料及其制备方法和应用。
背景技术
颞下颌关节紊乱症(temporomandibular disease)是一种常见病，在人群中发病率可达20～25％，而关节盘穿孔导致的缺损则是颞下颌关节紊乱症的常见转归之一。目前的主要治疗方法为透明质酸注射、关节腔荡洗和手术复位缝合。然而，由于关节盘细胞外基质结构致密，细胞爬行困难，自我修复再生能力微弱，治疗效果不尽如人意，且容易复发。水凝胶是一类具有三维结构的亲水材料，因其良好的流动性和生物相容性，目前在皮肤敷料、软硬组织填充等领域的潜在应用已经收获广泛关注。本专利申请发明人的研究发现：将以明胶为主要基质成分的水凝胶充填于大鼠肋软骨缺损之后，可以显著促进软骨形成，并且具有免疫调节、抑制炎症的作用。
随着生物医学技术的不断发展，为了真正满足临床需求、造福广大患者，人们对颞下颌关节盘缺损的凝胶类修复材料提出了更高的要求。如凝胶应具有与人体较为一致的组成成分(即组分仿生)，以利于组织修复，并且避免人工合成材料降解带来的酸性产物聚积和组织机化；凝胶作为修复材料应具有良好的力学性质，以匹配颞下颌关节盘的生理功能；凝胶作为充填材料应具有良好的流动性，以适应各种形状不规则的复杂缺损；同时，凝胶还应具有较为缓慢的降解速度，能为新组织形成提供物理支持等。然而现有研究中所提及的颞下颌关节盘缺损修复材料，多为凝胶冻干支架，如壳聚糖-藻酸盐冻干支架和壳聚糖-纤维素冻干支架，存在临床可操作性低、支架形状缺乏可变性，不能满足充填不规则缺损的问题，且制备繁琐，限制颞下颌关节盘缺损充填修复材料的应用和推广前景。
因此，亟需提供一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料，能够构建与人体颞下颌关节盘相似的微环境，且保证材料在固化之前具有较为优越的流动性，固化后具有较为优越的力学性能，此外，还具有合适的降解时间。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的问题，提供一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料，能够构建与人体颞下颌关节盘相似的微环境，保证材料在固化之前具有较为优越的流动性，固化后具有较为优越的力学性能，还具有适宜的降解时间。
为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
本发明提供了一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料，所述仿生修复材料包括A组分和B组分，其中，所述A组分包括I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)、甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)和光引发剂；所述B组分包括四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)。
进一步，所述I型明胶、所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)和所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)的质量比为5～20：1～4：4。
进一步，所述I型明胶、所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)和所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)的质量比为15：1：4。
进一步，所述I型明胶与所述四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)的质量比为3：1。
进一步，所述四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)的相对分子量为20kDa。
进一步，所述I型明胶来源于鱼鳞。水生动物来源的明胶具有成本低、范围广、取材易、免疫原性低、传播人畜共患病风险小等优势。
进一步，所述I型明胶的粘度为2.88～5.28mPa·s。例如，所述I型明胶的粘度可以为2.88mPa·s；所述I型明胶的粘度可以为3.51mPa·s；所述I型明胶的粘度可以为5.28mPa·s。
进一步，所述I型明胶的制备步骤如下：热水清洗干鱼鳞，除去杂质，加入盐酸脱灰处理，重复3次；控制pH＝4.0，升温提胶三次，加入硅藻土和活性炭进行脱色过滤，浓缩后冻干，粉碎，即可得到I型明胶。
进一步，所述光引发剂为2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(2-hydroxy-4’-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone，I2959)。
进一步，所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合进行使用。
进一步，在所述A组分和所述B组分混合后，经紫外固化灯照射后制得的仿生修复体为双网状立体结构。
进一步，所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)的制备步骤如下：将透明质酸(HA，分子量90-100kDa)溶解于去离子水，加入一定量甲基丙烯酸酐(MA)溶液，控制反应温度(0～4℃)，反应后得到甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)；
进一步，所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)的制备步骤如下：将硫酸软骨素(CS，分子量50-60kDa)溶解于去离子水，加入一定量氢氧化钠溶液，控温反应，得到甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)。
本发明还提供了一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用，包括在颞下颌关节盘穿孔的充填修复材料中的应用，以及在人体其他软硬组织(如骨、软骨、皮肤)及组织交界面(如骨-肌交界、骨-软骨交界)的修复中的应用。
进一步，所述仿生修复材料的应用包括以下步骤：
将所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合均匀，凝胶粘度升高，后进行缺损充填或注入模具，然后采用365nm的紫外固化灯照射3分钟，开始二次固化，并形成第二重网络，即得仿生修复体。
进一步，所述仿生修复材料的应用包括以下步骤：
将所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合均匀，所述A组分中的I型明胶与所述B组分中的四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)发生酰化反应，开始首次固化，凝胶粘度升高，进行缺损充填或注入模具；
充填或注入后，以临床常用的紫外固化灯(365nm)照射3min，使甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)和甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)的双键打开，发生加聚反应，开始二次固化，并最终形成第二重网络，即得仿生修复体。
所述仿生修复材料的应用中，首次固化确定充填体形状，二次固化提升充填体的力学强度，以达到注射充填、修复复杂、无规则软组织缺损的目的。
本发明还提供了一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1、将上述I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)和甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)溶解于去离子水中，并加入光引发剂，调节酸碱度，充分溶解，制得复合水溶液，即为A组分；
S2、将四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)以去离子水溶解备用，即为B组分。
进一步，在实际应用时，将所述A组分和所述B组分混合后使用。
进一步，所述方法包括如下步骤：
S1、将上述I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)、甲基丙酐烯酸修饰的硫酸软骨素(MACS)按照质量比为(5-20)：(1-4)：4溶解于去离子水中，并加入光引发剂(2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)，调节酸碱度，充分溶解，制得复合水溶液，即得A组分；
S2、将相对分子量为20kDa的四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)以去离子水溶解备用，即得B组分。
进一步，所述I型明胶的制备步骤如下：热水清洗干鱼鳞，除去杂质，加入盐酸脱灰处理，重复3～4次；控制pH＝4，60℃恒温提胶，随后逐渐升高提胶温度，共提胶三次；加入硅藻土和活性炭脱色过滤，得清澈透明的明胶溶液，浓缩，冷冻干燥，粉碎，得到明胶(粘度范围在2.88mPa·s～5.28mPa·s)。
进一步，所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)的制备步骤如下：将透明质酸(HA，分子量90～100kDa)溶解于去离子水，加入一定量甲基丙烯酸酐(MA)溶液，控制反应温度(0～4℃)，反应后得到甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)；
进一步，所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)的制备步骤如下：将硫酸软骨素(CS，分子量50～60kDa)溶解于去离子水，加入一定量氢氧化钠溶液，控温反应，得到甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)。
本发明中，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明中，所使用的实验方法如无特殊说明，均可以采用常规方法。
本发明的有益效果在于：
1)本发明中的仿生修复材料，其成分仿生，能够构建与人体颞下颌关节盘相似的微环境，利于自体组织再生修复，且兼具固化前流动性能优越、固化后力学性能优良的特点，从而实现修复。具有化学固化-光固化的双重固化机制，仿生修复材料在固化之前具有较为优越的流动性，固化后具有较为优越的力学性能，还具有合适的降解时间。利用本发明的仿生修复材料制得的仿生修复体为双网状立体结构，成分与机体组织接近，避免了合成材料组织相容性低的问题。
2)本发明中的仿生修复材料具有化学固化-光固化的双重固化机制，以鱼鳞来源的I型明胶和四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)发生酰化反应形成的第一重网络结构作为凝胶骨架，后甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)和甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)在紫外光照射下形成第二重网络结构，最终形成双网互穿结构。
本发明采用二次固化的形式，既有足够的流动性，又能够充填关节盘全层贯通损伤；既可以塑形，又能够获得较为优秀的力学性能，并且固化时间和固化方式均满足临床需求。本发明可以通过调整I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)和甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)的比例，可获得具有不同力学强度的充填材料。
3)本发明仿生修复材料的二次固化在医药领域具有巨大的应用前景，首次固化反应完成之前的流动状态可以促使材料充分进入组织中的不规则缺损和裂隙，二次固化可以充分提升充填体的力学强度，以达到通过注射充填实现修复复杂、无规则的颞下颌关节盘组织缺损的目的。
本发明可以通过调整原料中各组分的比例，可获得具有不同压缩强度和弹性模量的修复体。本发明可用作颞下颌关节盘穿孔的充填修复材料，在人体其他软硬组织(如骨、软骨、皮肤)及组织交界面(如骨-肌交界、骨-软骨交界)的修复中，也具备一定的应用价值。
4)本发明制备工艺简便易行，原料来源广泛，所制备的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复材料具有巨大的应用价值和市场需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例3制得的可注射的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复材料的扫描电镜图。
图2为本发明实施例3制得的可注射的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复材料的接触角示意图。
图3为本发明实施例3制得的可注射的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复材料的流变图。
图4A为本发明实施例3制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；图4B为本发明实施例1制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
图5A为本发明实施例4制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；图5B为本发明实施例4制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
图6A为本发明实施例5制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；图6B为本发明实施例5制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
图7A为本发明实施例6制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；图7B为本发明实施例6制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
图8A为本发明实施例7制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；图8B为本发明实施例7制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
图9为本发明实施例9制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的流变图。
图10为本发明实施例10制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的流变图。
图11为本发明实施例13中的细胞的增殖情况柱状图。
图12为本发明所述可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备及应用的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料，所述仿生修复材料包括A组分和B组分，其中，所述A组分包括I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)、甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)和光引发剂；所述B组分包括四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)。
所述I型明胶、所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)和所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)的质量比为5～20：1～4：4。所述I型明胶与所述四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)的质量比为3：1。所述I型明胶来源于鱼鳞。所述光引发剂为2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合进行使用。
本实施例还提供了一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用，包括在颞下颌关节盘穿孔的充填修复材料中的应用，以及在人体其他软硬组织(如骨、软骨、皮肤)及组织交界面(如骨-肌交界、骨-软骨交界)的修复中的应用。
所述仿生修复材料的应用包括以下步骤：将所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合均匀，凝胶粘度升高，后进行缺损充填或注入模具，然后采用365nm的紫外固化灯照射3分钟，开始二次固化，并形成第二重网络，即得仿生修复体。
实施例2
参考图12，本实施例提供了一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1、将I型明胶(粘度范围在2.88mPa·s～5.28mPa·s)、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)和甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)按照质量比为5～20：1～4：4溶解于去离子水中，并加入光引发剂(2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)，调节酸碱度，充分溶解，制得复合水溶液，即得A组分；
S2、将相对分子量为20kDa的四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)以去离子水溶解备用，即得B组分。
所述I型明胶与所述四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)的质量比为3：1。所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合进行使用。
所述I型明胶来源于鱼鳞。所述I型明胶的制备步骤如下：热水清洗干鱼鳞，除去杂质，加入盐酸脱灰处理，重复3次；控制pH＝4.0，升温提胶三次，加入硅藻土和活性炭进行脱色过滤，浓缩后冻干，粉碎，即可得到I型明胶(粘度范围在2.88mPa·s～5.28mPa·s)。
所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)的制备步骤如下：将透明质酸(HA，分子量90-100kDa)溶解于去离子水，加入一定量甲基丙烯酸酐(MA)溶液，控制反应温度(0～4℃)，反应后得到甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)。
所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)的制备步骤如下：将硫酸软骨素(CS，分子量50-60kDa)溶解于去离子水，加入一定量氢氧化钠溶液，控温反应，得到甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)。
本实施例中，提供了一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用，包括在颞下颌关节盘穿孔的充填修复材料中的应用，以及在人体其他软硬组织(如骨、软骨、皮肤)及组织交界面(如骨-肌交界、骨-软骨交界)的修复中的应用。
所述仿生修复材料的应用包括以下步骤：
将所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合均匀，所述A组分中的I型明胶与所述B组分中的四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)发生酰化反应，开始首次固化，凝胶粘度升高，进行缺损充填或注入模具；
充填或注入后，以临床常用的紫外固化灯(365nm)照射3min，使甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)和甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)的双键打开，发生加聚反应，开始二次固化，并最终形成第二重网络，即得仿生修复体。
在本发明中的仿生修复材料的应用中，首次固化可确定充填体形状，二次固化可提升充填体的力学强度，以达到注射充填及修复复杂、无规则软组织缺损的目的，满足临床需求，应用价值高。
实施例3
本实施例提供一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料，所述仿生修复材料包括A组分和B组分，其中，所述A组分包括I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(MAHA)、甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素(MACS)和光引发剂；所述B组分包括四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯(PEG-NHS)。所述光引发剂为2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。
本实施例中，所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA按照15:1:4的质量比溶于去离子水中，加入光引发剂I2959，调节pH，水浴溶解，得到A组分；将PEG-NHS溶于去离子水，得到B组分。
本实施例中，所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将A组分与B组分混合均匀，其中，I型明胶15％，PEG-NHS 5％，MACS1％，MAHA 4％，水75％(均为w/w％)，反应5min后采用365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
①对本实施例中的可注射的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复体进行电镜扫描，得到图1；对本实施例中的仿生修复体进行接触角测量，得到图2；对本实施例中的仿生修复材料进行流变测试，得到图3。
图1为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复材料的扫描电镜图。
图2为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复材料的接触角示意图。
图3为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘穿孔的仿生修复材料的流变图。由图可知37℃条件下胶凝时间为298s。
图1结果显示，制备的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体具有较为均匀的孔隙结构，孔隙率为72％；接触角的测试结果(图2)显示修复体与水的接触角为53.5°，具有亲水性，有利于细胞的黏附和增殖。图3流变学结果表明颞下颌关节盘缺损的仿生修复体胶凝时间为298s，满足临床手术操作的时间要求。
②对本实施例中制得的仿生修复材料进行压缩应力测试和弹性测试，分别得到图4A和图4B。
图4A为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；
图4B为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
由图4A可知，该凝胶断裂时应力为345.86N，压缩断裂强度(应力/底面积)为4.41MPa，压缩断裂百分比(应变/原始高度)为73.84％，弹性模量(斜率/底面积)为23.88kPa。图4B为实施例1制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图，非光照组弹性模量为8.11±0.34kPa，光照组弹性模量为23.86±3.43kPa。
实施例4
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为15：2：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶15％，PEG-NHS 5％，MACS 2％，MAHA 4％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
①对本实施例中制得的仿生修复材料进行压缩应力测试和弹性测试，分别得到图5A和图5B。
图5A为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；
图5B为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
由图5A可知，该凝胶断裂时应力为235.16N，压缩断裂强度(应力/底面积)为3.00MPa，压缩断裂百分比(应变/原始高度)为72.97％，弹性模量(斜率/底面积)为21.37kPa。图5B为实施例2制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图，非光照组弹性模量为8.16±1.27kPa，光照组弹性模量为24.78±3.47kPa。
实施例5
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为15：3：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶15％，PEG-NHS 5％，MACS 3％，MAHA 4％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
①对本实施例中制得的仿生修复材料进行压缩应力测试和弹性测试，分别得到图6A和图6B。
图6A为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；
图6B为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
由图6A可知，该凝胶断裂时应力为235.16N，压缩断裂强度(应力/底面积)为1.89MPa，压缩断裂百分比(应变/原始高度)为67.27％，弹性模量(斜率/底面积)为26.77kPa。图6B为实施例3制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图，非光照组弹性模量为9.44±0.85kPa，光照组弹性模量为27.69±0.34kPa。
实施例6
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为11.25：1：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶11.25％，PEG-NHS 3.75％，MACS1％，MAHA 4％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
①对本实施例中制得的仿生修复材料进行压缩应力测试和弹性测试，分别得到图7A和图7B：
图7A为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；图7B为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
由图7A可知，该凝胶断裂时应力为143.18N，压缩断裂强度(应力/底面积)为1.82MPa，压缩断裂百分比(应变/原始高度)为69.87％，弹性模量(斜率/底面积)为11.45kPa。图7B为实施例4制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图，非光照组弹性模量为7.50±0.53kPa，光照组弹性模量为14.06±2.09kPa。
实施例7
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为7.5：1：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶7.5％，PEG-NHS 2.5％，MACS1％，MAHA4％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
①分别对本实施例中制得的仿生修复材料进行压缩应力测试和弹性测试，分别得到图8A和图8B。
图8A为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料压缩应力-应变图；图8B为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图。
由图8A可知，该凝胶断裂时应力为86.11N，压缩断裂强度(应力/底面积)为1.10MPa，压缩断裂百分比(应变/原始高度)为71.44％，弹性模量(斜率/底面积)为7.39kPa。图8B为实施例5制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料在紫外光照前后的弹性模量对比图，非光照组弹性模量为6.18±0.53kPa，光照组弹性模量为9.14±1.14kPa。
实施例8
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为18.75：1：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶18.75％，PEG-NHS 6.25％，MACS1％，MAHA 4％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
本实施例中，紫外光照后修复体的压缩强度为2.62MPa，压缩断裂百分比为78.46％。
实施例9
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度3.51mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为15：1：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶15％，PEG-NHS 5％，MACS 1％，MAHA 4％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
本实施例中，对所述仿生修复材料进行流变测试，得到图9。
图9为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的流变图。
根据图9可知，在37℃条件下仿生修复材料的胶凝时间为67s。
实施例10
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度5.28mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为15：1：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶15％，PEG-NHS 5％，MACS 1％，MAHA 4％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，即可获得力学性能较为良好的颞下颌关节盘缺损的仿生修复体。
本实施例中，对所述仿生修复材料进行流变测试，得到图10。
图10为本实施例制得的可注射的颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的流变图。
根据图10可知，在37℃条件下仿生修复材料的胶凝时间为82s。
实施例11
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为16：1：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶16％，PEG-NHS 4％，MACS 1％，MAHA 4％，水75％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，得到仿生修复体。
经观察，本实施例中的仿生修复体的降解速率大于实施例3。
实施例12
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法如下：将来源于鱼鳞的I型明胶(粘度2.88mPa·s)、MACS、MAHA溶于去离子水，其质量比为13.33：1：4，加入I2959，调节pH，水浴溶解，即为A组分；PEG-NHS溶于去离子水，即为B组分。
本实施例中所述可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用如下：将上述A组分与B组分混合均匀(其中明胶13.33％，PEG-NHS 6.67％，MACS1％，MAHA 4％，水75％(均w/w％))，反应5min后365nm紫外光照3min，得到仿生修复体。
经观察，本实施例中仿生修复体的降解速率大于实施例3。
实施例13
本实施例中，将bal b/c小鼠的颞下颌关节盘细胞培养至第三代，与实施例3所述仿生修复材料共培养24h；加入CCK-8，37℃孵育2h，测量OD450；此实验组记为凝胶组；以未与本发明的仿生修复材料共培养的颞下颌关节盘细胞作为空白对照组，记为阴性组。实验结果如图11所示。
图11为将实施例13中小鼠的颞下颌关节盘细胞的增殖情况对比图。
根据图11，可知当修复凝胶体系内明胶15％，PEG-NHS 5％，MACS 1％，MAHA 4％，水75％(均w/w％)时，与凝胶接触的关节盘细胞增殖情况明显优于空白对照组(P<0.05)。
本发明中，在颞下颌关节盘的临床修复中，修复材料具有一定粘度，足以充填上下贯通的全关节盘损伤，并可以在短时间内凝固，使临床医生可以进行外形修整；然后，通过光固化提高凝胶修复体的力学强度。成分仿生，可以显著促进关节盘的修复，并且具有潜在的免疫调节、抑制急性炎症的作用。避免了合成材料组织相容性低的问题，如PLGA降解时带来的酸性产物积聚，聚四氟乙烯材料带来的组织机化。
综上所述，本发明仿生修复材料的压缩弹性模量7.39-23.88kPa，压缩断裂强度1.10-4.41MPa；最优选组缩弹性模量23.88kPa，压缩断裂强度4.41MPa。
而2019年Cai Z在发表的文章中提出由甲基丙烯酸甲酯与MA修饰的肝素构成的光固化脊髓修复凝胶，其压缩弹性模量在2-3kPa。可见，本发明中的仿生修复材料与之相比，具有较为优越的力学性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料，其特征在于，所述仿生修复材料包括A组分和B组分，其中，
所述A组分包括I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸、甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素和光引发剂；
所述B组分包括四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯。
2.根据权利要求1所述的仿生修复材料，其特征在于，所述I型明胶、所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素和所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸的质量比为5～20：1～4：4。
3.根据权利要求1或2所述的仿生修复材料，其特征在于，所述I型明胶来源于鱼鳞；所述I型明胶的粘度为2.88～5.28mPa·s。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的仿生修复材料，其特征在于，所述I型明胶与所述四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯的质量比为3：1；优选地，所述四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯的相对分子量为20kDa。
5.根据权利要求1所述的仿生修复材料，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的仿生修复材料，其特征在于，所述仿生修复材料中，所述A组分与所述B组分混合进行使用。
7.根据权利要求1所述的仿生修复材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸的制备步骤如下：将透明质酸溶解于去离子水，加入一定量甲基丙烯酸酐溶液，控制反应温度为0～4℃，反应后得到甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸；
优选地，所述甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素的制备步骤如下：将硫酸软骨素溶解于去离子水，加入一定量氢氧化钠溶液，控温反应，得到甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素。
8.一种根据权利要求1～7中任一项所述的可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的应用，包括在颞下颌关节盘穿孔的充填修复中的应用，以及在人体其他软硬组织及组织交界面的修复中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述仿生修复材料的应用包括如下步骤：
将所述仿生修复材料中的所述A组分与所述B组分混合均匀，凝胶粘度升高，后进行缺损充填或注入模具，然后采用365nm的紫外固化灯照射3分钟，开始二次固化，并形成第二重网络，即得仿生修复体。
10.一种根据权利要求1～7中任一项所述的可注射型颞下颌关节盘缺损的仿生修复材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、将I型明胶、甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸和甲基丙烯酸酐修饰的硫酸软骨素溶解于去离子水中，并加入光引发剂，调节酸碱度，充分溶解，制得的复合水溶液，即为A组分；
S2、将四臂聚乙醇酸琥珀酰亚胺酯以去离子水溶解备用，即为B组分。
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