本發(fā)明涉及基因治療領(lǐng)域，具體地，涉及一種復(fù)合材料、一種復(fù)合材料的制備方法、所述制備方法制備得到的復(fù)合材料、所述復(fù)合材料在制備骨組織修復(fù)材料中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚乳酸(pla)多孔支架具有孔隙率高、比表面積大、機械強度可控、形貌可調(diào)等優(yōu)勢，可以很好地模擬細胞外基質(zhì)(ecm)，因此被廣泛應(yīng)用于藥物運輸、組織工程和再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。目前，大多數(shù)多孔支架主要起到支撐和填充作用，然而體內(nèi)植入支架除了支撐和填充作用外，還需要具有生物功能來促進缺損組織的修復(fù)和再生。

2、在多孔支架中添加功能因子可以賦予材料部分生物活性，在一定程度上滿足組織修復(fù)的生物功能需求。常用的功能因子包括小分子藥物和蛋白質(zhì)兩類。小分子藥物通常指分子量小于1000且可以影響細胞行為的人工合成藥物，包括抗生素、抗病毒藥、抗癌藥等。由于成本低、免疫原性低、組織滲透性高和易于儲存運輸?shù)葍?yōu)勢，小分子藥物常被添加在多孔支架中用于治療各類疾病。但是，小分子藥物也普遍存在載藥量低、突釋等問題，用藥過多還會產(chǎn)生明顯的副作用。蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)重要的組成成分，參與了體內(nèi)大量的生化反應(yīng)，因此常被摻雜在支架材料中賦予其生物活性，進而促進疾病治療和組織再生。然而，蛋白質(zhì)易失活變性，對溫度、溶劑和加工條件要求較為苛刻，且其半衰期短、易降解，無法在體內(nèi)長期有效發(fā)揮作用。

3、基因治療是一種通過將外源基因?qū)肷矬w內(nèi)誘導(dǎo)相關(guān)蛋白表達，從而實現(xiàn)疾病治療目的的新興技術(shù)。相比于小分子藥物和蛋白質(zhì)，基因可以在細胞內(nèi)持續(xù)表達，具有長期有效性；同時，新分泌的蛋白質(zhì)穩(wěn)定性高，其作用效果也更加明顯。如何將基因治療的技術(shù)應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域，解決組織工程領(lǐng)域中支架普遍缺乏生物活性的問題是未來的主要研究方向。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了將基因治療應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域克服現(xiàn)有多孔支架缺乏生物活性的問題，提供一種復(fù)合材料、一種復(fù)合材料的制備方法、所述制備方法制備得到的復(fù)合材料、所述復(fù)合材料在制備骨組織修復(fù)材料中的應(yīng)用，該復(fù)合材料在保有多孔支架本身性能的同時，能夠緩慢釋放封裝的功能基因，調(diào)控基因的表達，有效促進疾病治療和組織再生。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含多孔支架和負載在所述多孔支架上的活性成分；

3、其中，所述多孔支架包含多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物和無機礦物質(zhì)；

4、其中，所述活性成分包含核酸藥物和用于遞送所述核酸藥物的載體；

5、其中，多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物中，多臂聚乙二醇單元和聚酯鏈段的單體結(jié)構(gòu)的摩爾比為1:50-10000。

6、優(yōu)選地，多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物的數(shù)均分子量為12000-1200000g/mol；和/或

7、其中，所述多孔支架的孔隙率為40％以上；和/或

8、其中，所述多孔支架在190℃，2.16kg載荷下的熔融指數(shù)為1-50；和/或

9、其中，所述多孔支架的壓縮模量為50-500kpa；和/或

10、其中，所述多孔支架的熔體強度為3-30mn；和/或

11、其中，所述多孔支架平均孔徑200-800μm。

12、本發(fā)明第二方面提供一種復(fù)合材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

13、s1、在除雜后的催化劑的存在下，將除雜后的多臂聚乙二醇與聚酯單體接觸并進行聚合反應(yīng)，得到多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物；

14、s2、將多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物與無機礦物質(zhì)混合并成型處理，得到多孔支架；

15、s3、將活性成分負載到所述多孔支架上，得到所述復(fù)合材料；

16、其中，所述活性成分包含核酸藥物和用于遞送所述核酸藥物的載體；

17、其中，所述多臂聚乙二醇和聚酯單體的摩爾比為1:50-10000。

18、本發(fā)明第三方面提供根據(jù)如上所述的方法制備得到的復(fù)合材料。

19、本發(fā)明第四方面提供如上所述的復(fù)合材料在制備骨組織修復(fù)材料中的應(yīng)用。

20、本發(fā)明中將基因治療技術(shù)和組織工程技術(shù)相結(jié)合，通過將含有核酸藥物的載體負載到多孔支架中，制備得到了具有基因活性的多孔支架，也即本發(fā)明所述的復(fù)合材料。該復(fù)合材料在支撐填充組織部位的同時，可以緩慢釋放封裝的基因納米載體，可以提高基因的穩(wěn)定性和進入細胞的效率，使其在細胞內(nèi)持續(xù)表達，對疾病治療和組織再生起到長期有效的作用。

21、通過本發(fā)明所述的方法制備得到的所述復(fù)合材料細胞相容性高，能夠使得細胞在材料上的存活率達到90％以上)，甚至達到了99％，而且封裝在囊泡中的dna體外蛋白表達比裸露dna高4.8倍。該復(fù)合材料在骨組織、皮膚、神經(jīng)系統(tǒng)等領(lǐng)域的再生修復(fù)方面有潛在的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料包含多孔支架和負載在所述多孔支架上的活性成分；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其中，以所述多孔支架的重量為基準(zhǔn)，多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物的含量為30-95wt％，優(yōu)選為50-90wt％，無機礦物質(zhì)的含量為5-70wt％，優(yōu)選為10-50wt％；和/或

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其中，多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物的數(shù)均分子量為12000-1200000g/mol，優(yōu)選為100000-300000g/mol；和/或

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的復(fù)合材料，其中，所述多臂聚乙二醇單元來自多臂聚乙二醇，所述多臂聚乙二醇的臂數(shù)為3-12，優(yōu)選為4-8；和/或

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的復(fù)合材料，其中，所述核酸藥物為dna和/或rna；

6.一種復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，多臂聚乙二醇和聚酯單體的摩爾比為1:200-2000；和/或

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述催化劑選自異辛酸亞錫、辛酸亞錫、三丁基鋁和二乙基鋅中的至少一種；

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項所述的方法，其中，步驟s1中，所述接觸并進行聚合反應(yīng)的方式包括：將多臂聚乙二醇進行第一除雜，再加入催化劑進行第二除雜，然后加入聚酯單體并進行聚合反應(yīng)，得到多臂聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物；

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任意一項所述的方法，其中，步驟s2中，所述成型的方式為靜電紡絲和/或3d打?。粌?yōu)選地，所述成型的方式為3d打?。?/p>

11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任意一項所述的方法制備得到的復(fù)合材料。

12.權(quán)利要求1-5和11中任意一項所述的復(fù)合材料在制備骨組織修復(fù)材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及基因治療領(lǐng)域，公開了復(fù)合材料及其制備方法以及其在制備骨組織修復(fù)材料中的應(yīng)用，所述復(fù)合材料包含多孔支架和負載在所述多孔支架上的活性成分；其中，所述多孔支架包含多臂聚乙二醇?聚酯嵌段共聚物和無機礦物質(zhì)；其中，所述活性成分包含核酸藥物和用于遞送所述核酸藥物的載體；其中，多臂聚乙二醇?聚酯嵌段共聚物中，多臂聚乙二醇單元和聚酯鏈段的單體結(jié)構(gòu)的摩爾比為1:50?10000。本發(fā)明所述的復(fù)合材料在支撐填充組織部位的同時，可以緩慢釋放封裝的基因納米載體，可以提高基因的穩(wěn)定性和進入細胞的效率，使其在細胞內(nèi)持續(xù)表達，對疾病治療和組織再生起到長期有效的作用。

技術(shù)研發(fā)人員：史杰中,張犇,鄭天宜,周同,郭敏,王穎
受保護的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19