生物活性三维多孔组织工程支架材料及其制备方法
专利名称：生物活性三维多孔组织工程支架材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及生物活性三维多孔组织工程支架材料及其制备方法，更详细的是涉及聚乳酸(poly(DL-lactide)，PLA)、聚乙丙交酯(poly(DL-lactide-co-glycolide)，PLGA)、复合壳聚糖及其衍生物、生长因子(BoneMorphogenetic Proteins，BMPs；basic Fibroblast Growth Factor，bFGF；acid Fibroblast Growth Factor，aFGF；Epidermal growth factor，EGF；Nervegrowth factor，NGF)的三元生物活性三维多孔组织工程支架材料及其利用超临界二氧化碳流体技术(Supercritical carbon dioxide fluidtechnique，SC-CO2-FT)的制备新技术。
背景技术：
制备利于组织细胞生长、繁殖和器官功能恢复的三维多孔支架结构的降解材料是近年来组织工程学展现出的新的研究领域。目前国内外用于制备多孔支架材料的方法主要有纤维粘接法、溶媒涂层/微粒浸析法、相分离/乳化法，以及冷冻干燥法等。这些方法都可构造出较大孔洞、孔洞间相互连通、利于细胞长入的多孔支架材料。但这些技术都无法避免有机溶剂的使用，溶剂的清除通常比较困难，从而使材料在组织培养时会对细胞有些毒性，影响组织细胞在体内形成新组织的能力。更关键的是，有机溶剂的使用无法制备含有细胞生长因子的活性支架材料。而冷冻干燥法虽然避免了有机溶剂的使用，但是它只适合于水溶性材料的制备。由于水溶性材料作为支架材料有其不能克服的自身的局限性，因此，寻求一种即可避免有机溶剂又可用于非水溶性组织工程支架材料的制备方法，是目前组织工程研究的重要任务之一。
当前用传统方法制备的组织工程支架材料虽然已经在材料成型、孔洞大小、孔隙率、生物相容性等各方面以经取得了可喜的进展。然而，由于传统制备方法中所必须采用的有机溶剂，使得所制备的组织工程支架材料有着不可避免的缺陷。特别是在制备复合生长因子的活性支架材料方面，显得无能为力。Mooney等早在1996年就提出了使用气体物质作为制孔剂的技术。该方法虽然没有浸析步骤，也不使用产生不良后果的有机溶剂，但在材料构造过程中仍涉及到高温加热的情况，因此在制作期间也不能嵌入细胞或生物活性物质。因此，到目前为止，还没有一种可以在低温和避免使用有机溶剂的情况下制备出非水溶性活性三维多孔支架材料的方法以及复合了活性生长物质的三维多孔支架材料。
近年来，由于组织工程发展的需要，对活性支架材料的需求的不断增长，活性因子与材料的复合这一课题成为了研究的热点。活性因子与材料的复合主要有浸泡吸附法、真空吸附法、冷冻干燥吸附法、化学修饰配位法等。这些方法尽管都已经取得了明显的成效，但是其自身也存在一些无法克服的缺点。例如浸泡吸附法必须要把生长因子溶解在水溶液中并通过长时间的浸泡，使得因子进入到材料的内部进行吸附。由于生长因子在水溶液中很容易失活，因此往往在材料的处理过程中，大大损失了生长因子的活性；冷冻干燥吸附法虽然能较好的保持生长因子的活性，但却只适用于水溶性的多孔材料的制备，而水溶性的材料并不适合于作为支架材料来使用；化学接枝法则会因为破坏了生长因子的天然构象，也造成了最终生长因子失活的结果。因此，目前的各种把因子复合到材料中的方法，以及所制备的材料都不能取得令人满意效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备生物活性三维多孔组织工程支架材料的新方法，在不使用有机溶剂的情况下制备具有生物活性的三维多孔复合材料。该方法低温可控，成型过程简单，可操作性强，为制备活性三维组织工程多孔支架材料开辟了新的途径。
本发明的目的还在于提供上述方法制备的生物活性三维多孔组织工程材料。该材料不仅孔洞分布均匀有序，空隙率高，孔洞连通，更重要的是其内均匀地复合了可以增强材料力学性能的壳聚糖及其衍生物，和能缓慢的释放的并对组织构建起至关重要作用的生长因子，是非常理想的组织工程支架材料的模型。
本发明的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法是以聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子(aFGF、bFGF、BMPs、EGF、NGF)、肝素为原料，用超临界二氧化碳流体法制备三维多孔支架材料。
A本发明的生物活性三维多孔组织工程材料的更具体的制备方法包括如下步骤(1)将聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)，壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素置于容器内；(2)将容器置于超临界CO2设备的反应釜中，密封，并通过液泵将零度以下的CO2压进釜内；(3)加压达到7.31～30MPa，升温，使釜体内部温度达到32～75℃；(4)10～120min后，释放釜内压力至大气压力(排气速率为0.1MPa/min～10MPa/min)，得到孔洞大小均匀的三维多孔支架材料。支架材料所用原料及其用量如下(质量百分数)聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)30％～100％壳聚糖及其衍生物 0％～60％牛血清白蛋白 0％～10％生长因子 0％～3％肝素 0％～3％所述生长因子、牛血清白蛋白、肝素制成冻干粉。
B为了制得圆柱状和圆筒状的三维活性多孔材料，可把聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)制成膜，把生长因子均匀分布在膜的表面，卷叠成柱状，或以不同直径的玻棒为中心卷成筒状或管状，经(2)、(3)、(4)步骤溶胀成柱状、筒状或管状的活性三维多孔支架材料。
C为了制得方块状、园片状、球形、半球形、梯形、契型等形状三维活性多孔材料，把复合粉末置于与所需形状相同的模具中，(2)、(3)、(4)步骤同上，便可以制得上述形状的活性三维多孔材料。
D为了制备具有不同降解速率的三维活性多孔材料，采用降解速率可调的PLGA材料也能制备出上述形状的三维活性多孔支架材料。凡是在超临界CO2中具有溶胀性能的生物可降解材料都适用于本方法。
E为了制备具有更好力学性能的三维活性多孔材料，可在材料中复合天然碱性多糖——壳聚糖等具有良好力学性能的生物材料，不但可以增强材料的力学性能，而且碱性的壳聚糖及其衍生物可以中和聚乳酸等材料降解时产生的酸性，防止了材料植入体内时无菌性炎症的发生。
F为了制得适用于诱导不同组织生长的三维活性多孔材料，可在材料中复合具有不同诱导功能的生长因子。如在骨组织工程的支架材料中加入骨形态发生蛋白(BMPs)，或者利用骨形态发生蛋白和碱性成纤维生长因子的协同作用，同时加入BMP和bFGF；在血管支架材料中加入碱性成纤维蛋白(bFGF)或酸性成纤维生长因子(aFGF)；神经支架材料中加入神经生长因子(NGF)和在皮肤支架材料中加入表皮生长因子(EGF)等。生长因子在超临界的条件下被均匀而完全地包裹在溶胀材料的内部，随压力的释放并在使用时缓慢地释放出来，避免了传统方法的暴释过程。传统的方法(如粒子浇注法等)，通常是把成型后的多孔材料浸泡在含有活性因子的溶液中，让生长因子吸附在材料孔洞内再烘干而制成。这样的过程不但容易使到生长因子失活，并且材料在使用初期就会暴释完吸附在材料表面的生长因子，无法很好地起到诱导组织构建的作用。
本发明操作简单，所制备的三维活性多孔材料能持续释放活性生长因子，力学性能良好，生物相容性良好，与现有技术相比，具有如下的优点1.本发明所采用的SC-CO2-LT是制备三维多孔支架材料的一种新方法，它避免了传统制备多孔支架材料的方法所必须使用的有机溶剂，同时又因为利用了超临界气体低温、无毒、传质快、无残留物质等特殊的优点，大大改进了以往的气体泡孔法还需要在高温下进行材料制备的弊端，其实验条件非常有利于把支架材料和活性因子进行复合的同时保持因子的活性，解决了一直以来由于有机溶剂，高温等实验条件的存在而导致复合在材料中的活性因子大量失活的瓶颈问题，并且多种成分的复合均在超临界CO2流体对材料的处理过程中一次成型，过程简单，条件可控，材料的形状可以根据需要通过模具成型，为制备新型活性组织工程支架材料的提供了一个新的思路。2.拓宽了制备活性支架材料的选择范围。由于大部分可生物降解的生物材料都是非水溶性的，而且用于作为组织工程支架的材料，水溶性材料存在着不可克服的局限性，因此，冷冻干燥法虽然能够为制备活性的多孔材料提供温和的实验条件，以保证生长因子的活性不会损失，但是却由于只能制备水溶性的材料而限制了其应用的范围。SC-CO2-FT则正好弥补了冷冻干燥法法的缺点，为制备非水溶性的活性多孔支架材料提供了一种可行性很高方法。3.增强了复合材料的力学性能。力学性能测试分析表明，本发明所制备的材料具有比一般的复合支架材料更为优良的力学性能，因为通过高压强的超临界CO2流体的溶胀，材料和复合的生长因子，壳聚糖及其衍生物等物质复合的非常均匀，同时，也由于超临界CO2对PLA、PLGA等材料具有塑化的作用，使得所制备的复合支架材料具有更好的力学强度。4.大大缩短了制备三维多孔支架材料的时间。根据实验的结果显示，SC-CO2-LT制备三维多孔支架材料所需要的时间比传统的纤维粘接法、溶媒涂层/微粒浸析法、相分离/乳化作用等方法所需要的时间都要大大缩减，而且材料成型容易，可操作性强，是一种简单实用的制备方法，为产品的产业化打下良好的基础。5.本发明的一系列支架材料是一种高活性新型支架材料。它是在SC-CO2的条件下通过超临界二氧化碳对材料的高压溶胀然后缓慢释放压力制备而成的。这种材料内均匀地复合了生长因子以及对材料的力学性能，降解性能具有良好的调节作用的成分，同时在使用过程中，能稳定缓慢的释放出高活性的生长因子，以诱导组织的形成，是非常符合组织工程用支架材料的要求的新型活性材料。
具体实施例方式下面通过实施实例对本发明作进一步的叙述。
权利要求
1.一种生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于以聚乳酸或聚乙丙交酯、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素为原料，用超临界二氧化碳流体技术制备三维多孔支架材料。
2.根据权利要求1所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)聚乳酸或聚乙丙交酯、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素置于容器内；(2)将容器置于超临界CO2设备的反应釜中，密封，并通过液泵将零度以下的CO2压进釜内；(3)加压达到7.31～30MPa，升温，使釜体内部温度达到32～75℃；(4)10～120min后，释放釜内压力至大气压力，排气速率为0.1MPa/min～10MPa/min，得到孔洞大小均匀的三维多孔支架材料；支架材料所用原料及其用量质量百分数如下聚乳酸或聚乙丙交酯 30％～100％壳聚糖及其衍生物0％～60％牛血清白蛋白0％～10％生长因子0％～3％肝素0％～3％所述生长因子、牛血清白蛋白、肝素制成冻干粉。
3.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步把聚乳酸或聚乙丙交酯制成膜，把生长因子均匀分布在膜的表面，卷叠成柱状，或以不同直径的玻棒为中心卷成筒状或管状，经(2)、(3)、(4)步骤溶胀成柱状、筒状或管状的活性三维多孔支架材料。
4.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步把复合粉末置于与所需形状的模具中，经(2)、(3)、(4)步骤，便可以制得各种形状的活性三维多孔材料。
5.根据权利要求4所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步采用降解速率可调的PLGA材料制备出上述形状的三维活性多孔支架材料。
6.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在材料中复合天然碱性多糖——壳聚糖等具有良好力学性能的生物材料。
7.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在材料中复合具有不同诱导功能的生长因子，在骨组织工程的支架材料中加入骨形态发生蛋白，或者利用骨形态发生蛋白和碱性成纤维生长因子的协同作用，同时加入BMP和bFGF。
8.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在血管支架材料中加入碱性成纤维生长因子或酸性成纤维生长因子。
9.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在神经支架材料中加入神经生长因子和在皮肤支架材料中加入表皮生长因子。
10.权利要求1-9所述的方法制备的生物活性三维多孔组织工程材料。
全文摘要
本发明涉及生物活性三维多孔组织工程材料及其制备方法，是以聚乳酸或聚乙丙交酯、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素为原料，用超临界二氧化碳流体技术制备三维多孔支架材料；本发明操作简单，所制备的三维活性多孔材料能持续释放活性生长因子，力学性能良好，生物相容性良好。
文档编号A61L31/04GK1476907SQ0313963
公开日2004年2月25日 申请日期2003年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者周长忍, 张润, 李立华 申请人:暨南大学
技术领域：
本发明涉及生物活性三维多孔组织工程支架材料及其制备方法，更详细的是涉及聚乳酸(poly(DL-lactide)，PLA)、聚乙丙交酯(poly(DL-lactide-co-glycolide)，PLGA)、复合壳聚糖及其衍生物、生长因子(BoneMorphogenetic Proteins，BMPs；basic Fibroblast Growth Factor，bFGF；acid Fibroblast Growth Factor，aFGF；Epidermal growth factor，EGF；Nervegrowth factor，NGF)的三元生物活性三维多孔组织工程支架材料及其利用超临界二氧化碳流体技术(Supercritical carbon dioxide fluidtechnique，SC-CO2-FT)的制备新技术。
背景技术：
制备利于组织细胞生长、繁殖和器官功能恢复的三维多孔支架结构的降解材料是近年来组织工程学展现出的新的研究领域。目前国内外用于制备多孔支架材料的方法主要有纤维粘接法、溶媒涂层/微粒浸析法、相分离/乳化法，以及冷冻干燥法等。这些方法都可构造出较大孔洞、孔洞间相互连通、利于细胞长入的多孔支架材料。但这些技术都无法避免有机溶剂的使用，溶剂的清除通常比较困难，从而使材料在组织培养时会对细胞有些毒性，影响组织细胞在体内形成新组织的能力。更关键的是，有机溶剂的使用无法制备含有细胞生长因子的活性支架材料。而冷冻干燥法虽然避免了有机溶剂的使用，但是它只适合于水溶性材料的制备。由于水溶性材料作为支架材料有其不能克服的自身的局限性，因此，寻求一种即可避免有机溶剂又可用于非水溶性组织工程支架材料的制备方法，是目前组织工程研究的重要任务之一。
当前用传统方法制备的组织工程支架材料虽然已经在材料成型、孔洞大小、孔隙率、生物相容性等各方面以经取得了可喜的进展。然而，由于传统制备方法中所必须采用的有机溶剂，使得所制备的组织工程支架材料有着不可避免的缺陷。特别是在制备复合生长因子的活性支架材料方面，显得无能为力。Mooney等早在1996年就提出了使用气体物质作为制孔剂的技术。该方法虽然没有浸析步骤，也不使用产生不良后果的有机溶剂，但在材料构造过程中仍涉及到高温加热的情况，因此在制作期间也不能嵌入细胞或生物活性物质。因此，到目前为止，还没有一种可以在低温和避免使用有机溶剂的情况下制备出非水溶性活性三维多孔支架材料的方法以及复合了活性生长物质的三维多孔支架材料。
近年来，由于组织工程发展的需要，对活性支架材料的需求的不断增长，活性因子与材料的复合这一课题成为了研究的热点。活性因子与材料的复合主要有浸泡吸附法、真空吸附法、冷冻干燥吸附法、化学修饰配位法等。这些方法尽管都已经取得了明显的成效，但是其自身也存在一些无法克服的缺点。例如浸泡吸附法必须要把生长因子溶解在水溶液中并通过长时间的浸泡，使得因子进入到材料的内部进行吸附。由于生长因子在水溶液中很容易失活，因此往往在材料的处理过程中，大大损失了生长因子的活性；冷冻干燥吸附法虽然能较好的保持生长因子的活性，但却只适用于水溶性的多孔材料的制备，而水溶性的材料并不适合于作为支架材料来使用；化学接枝法则会因为破坏了生长因子的天然构象，也造成了最终生长因子失活的结果。因此，目前的各种把因子复合到材料中的方法，以及所制备的材料都不能取得令人满意效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备生物活性三维多孔组织工程支架材料的新方法，在不使用有机溶剂的情况下制备具有生物活性的三维多孔复合材料。该方法低温可控，成型过程简单，可操作性强，为制备活性三维组织工程多孔支架材料开辟了新的途径。
本发明的目的还在于提供上述方法制备的生物活性三维多孔组织工程材料。该材料不仅孔洞分布均匀有序，空隙率高，孔洞连通，更重要的是其内均匀地复合了可以增强材料力学性能的壳聚糖及其衍生物，和能缓慢的释放的并对组织构建起至关重要作用的生长因子，是非常理想的组织工程支架材料的模型。
本发明的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法是以聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子(aFGF、bFGF、BMPs、EGF、NGF)、肝素为原料，用超临界二氧化碳流体法制备三维多孔支架材料。
A本发明的生物活性三维多孔组织工程材料的更具体的制备方法包括如下步骤(1)将聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)，壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素置于容器内；(2)将容器置于超临界CO2设备的反应釜中，密封，并通过液泵将零度以下的CO2压进釜内；(3)加压达到7.31～30MPa，升温，使釜体内部温度达到32～75℃；(4)10～120min后，释放釜内压力至大气压力(排气速率为0.1MPa/min～10MPa/min)，得到孔洞大小均匀的三维多孔支架材料。支架材料所用原料及其用量如下(质量百分数)聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)30％～100％壳聚糖及其衍生物 0％～60％牛血清白蛋白 0％～10％生长因子 0％～3％肝素 0％～3％所述生长因子、牛血清白蛋白、肝素制成冻干粉。
B为了制得圆柱状和圆筒状的三维活性多孔材料，可把聚乳酸(PLA)或聚乙丙交酯(PLGA)制成膜，把生长因子均匀分布在膜的表面，卷叠成柱状，或以不同直径的玻棒为中心卷成筒状或管状，经(2)、(3)、(4)步骤溶胀成柱状、筒状或管状的活性三维多孔支架材料。
C为了制得方块状、园片状、球形、半球形、梯形、契型等形状三维活性多孔材料，把复合粉末置于与所需形状相同的模具中，(2)、(3)、(4)步骤同上，便可以制得上述形状的活性三维多孔材料。
D为了制备具有不同降解速率的三维活性多孔材料，采用降解速率可调的PLGA材料也能制备出上述形状的三维活性多孔支架材料。凡是在超临界CO2中具有溶胀性能的生物可降解材料都适用于本方法。
E为了制备具有更好力学性能的三维活性多孔材料，可在材料中复合天然碱性多糖——壳聚糖等具有良好力学性能的生物材料，不但可以增强材料的力学性能，而且碱性的壳聚糖及其衍生物可以中和聚乳酸等材料降解时产生的酸性，防止了材料植入体内时无菌性炎症的发生。
F为了制得适用于诱导不同组织生长的三维活性多孔材料，可在材料中复合具有不同诱导功能的生长因子。如在骨组织工程的支架材料中加入骨形态发生蛋白(BMPs)，或者利用骨形态发生蛋白和碱性成纤维生长因子的协同作用，同时加入BMP和bFGF；在血管支架材料中加入碱性成纤维蛋白(bFGF)或酸性成纤维生长因子(aFGF)；神经支架材料中加入神经生长因子(NGF)和在皮肤支架材料中加入表皮生长因子(EGF)等。生长因子在超临界的条件下被均匀而完全地包裹在溶胀材料的内部，随压力的释放并在使用时缓慢地释放出来，避免了传统方法的暴释过程。传统的方法(如粒子浇注法等)，通常是把成型后的多孔材料浸泡在含有活性因子的溶液中，让生长因子吸附在材料孔洞内再烘干而制成。这样的过程不但容易使到生长因子失活，并且材料在使用初期就会暴释完吸附在材料表面的生长因子，无法很好地起到诱导组织构建的作用。
本发明操作简单，所制备的三维活性多孔材料能持续释放活性生长因子，力学性能良好，生物相容性良好，与现有技术相比，具有如下的优点1.本发明所采用的SC-CO2-LT是制备三维多孔支架材料的一种新方法，它避免了传统制备多孔支架材料的方法所必须使用的有机溶剂，同时又因为利用了超临界气体低温、无毒、传质快、无残留物质等特殊的优点，大大改进了以往的气体泡孔法还需要在高温下进行材料制备的弊端，其实验条件非常有利于把支架材料和活性因子进行复合的同时保持因子的活性，解决了一直以来由于有机溶剂，高温等实验条件的存在而导致复合在材料中的活性因子大量失活的瓶颈问题，并且多种成分的复合均在超临界CO2流体对材料的处理过程中一次成型，过程简单，条件可控，材料的形状可以根据需要通过模具成型，为制备新型活性组织工程支架材料的提供了一个新的思路。2.拓宽了制备活性支架材料的选择范围。由于大部分可生物降解的生物材料都是非水溶性的，而且用于作为组织工程支架的材料，水溶性材料存在着不可克服的局限性，因此，冷冻干燥法虽然能够为制备活性的多孔材料提供温和的实验条件，以保证生长因子的活性不会损失，但是却由于只能制备水溶性的材料而限制了其应用的范围。SC-CO2-FT则正好弥补了冷冻干燥法法的缺点，为制备非水溶性的活性多孔支架材料提供了一种可行性很高方法。3.增强了复合材料的力学性能。力学性能测试分析表明，本发明所制备的材料具有比一般的复合支架材料更为优良的力学性能，因为通过高压强的超临界CO2流体的溶胀，材料和复合的生长因子，壳聚糖及其衍生物等物质复合的非常均匀，同时，也由于超临界CO2对PLA、PLGA等材料具有塑化的作用，使得所制备的复合支架材料具有更好的力学强度。4.大大缩短了制备三维多孔支架材料的时间。根据实验的结果显示，SC-CO2-LT制备三维多孔支架材料所需要的时间比传统的纤维粘接法、溶媒涂层/微粒浸析法、相分离/乳化作用等方法所需要的时间都要大大缩减，而且材料成型容易，可操作性强，是一种简单实用的制备方法，为产品的产业化打下良好的基础。5.本发明的一系列支架材料是一种高活性新型支架材料。它是在SC-CO2的条件下通过超临界二氧化碳对材料的高压溶胀然后缓慢释放压力制备而成的。这种材料内均匀地复合了生长因子以及对材料的力学性能，降解性能具有良好的调节作用的成分，同时在使用过程中，能稳定缓慢的释放出高活性的生长因子，以诱导组织的形成，是非常符合组织工程用支架材料的要求的新型活性材料。
具体实施例方式下面通过实施实例对本发明作进一步的叙述。
权利要求
1.一种生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于以聚乳酸或聚乙丙交酯、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素为原料，用超临界二氧化碳流体技术制备三维多孔支架材料。
2.根据权利要求1所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)聚乳酸或聚乙丙交酯、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素置于容器内；(2)将容器置于超临界CO2设备的反应釜中，密封，并通过液泵将零度以下的CO2压进釜内；(3)加压达到7.31～30MPa，升温，使釜体内部温度达到32～75℃；(4)10～120min后，释放釜内压力至大气压力，排气速率为0.1MPa/min～10MPa/min，得到孔洞大小均匀的三维多孔支架材料；支架材料所用原料及其用量质量百分数如下聚乳酸或聚乙丙交酯 30％～100％壳聚糖及其衍生物0％～60％牛血清白蛋白0％～10％生长因子0％～3％肝素0％～3％所述生长因子、牛血清白蛋白、肝素制成冻干粉。
3.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步把聚乳酸或聚乙丙交酯制成膜，把生长因子均匀分布在膜的表面，卷叠成柱状，或以不同直径的玻棒为中心卷成筒状或管状，经(2)、(3)、(4)步骤溶胀成柱状、筒状或管状的活性三维多孔支架材料。
4.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步把复合粉末置于与所需形状的模具中，经(2)、(3)、(4)步骤，便可以制得各种形状的活性三维多孔材料。
5.根据权利要求4所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步采用降解速率可调的PLGA材料制备出上述形状的三维活性多孔支架材料。
6.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在材料中复合天然碱性多糖——壳聚糖等具有良好力学性能的生物材料。
7.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在材料中复合具有不同诱导功能的生长因子，在骨组织工程的支架材料中加入骨形态发生蛋白，或者利用骨形态发生蛋白和碱性成纤维生长因子的协同作用，同时加入BMP和bFGF。
8.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在血管支架材料中加入碱性成纤维生长因子或酸性成纤维生长因子。
9.根据权利要求2所述的生物活性三维多孔组织工程材料的制备方法，其特征在于(1)步在神经支架材料中加入神经生长因子和在皮肤支架材料中加入表皮生长因子。
10.权利要求1-9所述的方法制备的生物活性三维多孔组织工程材料。
全文摘要
本发明涉及生物活性三维多孔组织工程材料及其制备方法，是以聚乳酸或聚乙丙交酯、壳聚糖及其衍生物、牛血清白蛋白、生长因子、肝素为原料，用超临界二氧化碳流体技术制备三维多孔支架材料；本发明操作简单，所制备的三维活性多孔材料能持续释放活性生长因子，力学性能良好，生物相容性良好。
文档编号A61L31/04GK1476907SQ0313963
公开日2004年2月25日 申请日期2003年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者周长忍, 张润, 李立华 申请人:暨南大学
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