一种功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法和应用

本发明属于医用材料，具体涉及一种功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法和应用。

背景技术：

1、多孔微球在生物医学领域具有广泛的应用前景，特别是在药物递送和组织工程方面。左旋聚乳酸(plla)因其良好的生物相容性和可降解性，常被用于制备多孔微球。然而，单纯的plla多孔微球在功能上存在一定的局限性，因此研究者们一直在探索对plla多孔微球进行功能化改性的方法。

2、另一方面，可控药物释放是药物递送系统的重要目标之一。通过对载药多孔微球进行表面修饰或包覆，可以调控药物的释放速率，实现持续、可控的药物释放，提高药物利用率并减少副作用。然而，如何在保证药物载量的同时实现可控释放，并维持多孔微球的良好生物相容性，仍需要进一步的研究。

3、辛伐他汀是一种主要用于降低血液中胆固醇水平和预防心血管疾病的他汀类药物。它通过抑制肝脏中的hmg-coa还原酶，减少胆固醇的生产，同时具有抗炎和抗氧化作用。在骨修复和骨组织再生领域，辛伐他汀显示出潜在的促进效果，包括促进成骨细胞活性、抑制破骨细胞活性、具有抗炎作用和促进血管新生。这些机制共同作用，有助于骨组织的形成和修复。然而辛伐他汀难溶于水，口服生物利用度低等缺点限制了其临床应用。此外，多孔微球在组织工程中也展现出了巨大的潜力。多孔结构可以为细胞提供三维的生长环境，促进细胞的黏附、增殖和分化。将具有生物活性的分子或生长因子引入多孔微球中，可以进一步增强其对组织再生的促进作用。然而，如何在制备过程中实现生物活性物质的有效载入和保护，并维持多孔微球的结构完整性和生物相容性，仍是一个亟待解决的问题。

4、综上所述，开发具有可控药物释放以及促进组织再生等多功能的plla多孔微球，对于推动药物递送和组织工程的发展具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法和应用，本发明利用微流控装置制备左旋聚乳酸多孔微球，在微球制备过程中加入了脂溶性药物辛伐他汀，制备了辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球，针对于左旋聚乳酸的疏水性表面，通过氢氧化钠水解进行表面改性，低浓度短时间的水解会在聚合物表面产生带负电荷的羧酸基团，ε-pl带有大量带正电荷的氨基基团，通过静电吸附到微球表面。通过一系列的材料学测试和细胞实验证明了该多孔微球具有可控的药物释放性能以及良好的生物相容性，通过促进细胞的黏附增殖和成骨分化实验展示了对于组织再生的潜力。

2、为了实现上述目的，本文提供以下技术方案：

3、本发明首先提供了一种功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其包括以下步骤：

4、将左旋聚乳酸和辛伐他汀溶于二氯甲烷中作为混合溶液，将混合溶液和碳酸氢铵溶液均质混匀作为初级乳液；

5、以初级乳液作为分散相，聚乙烯醇溶液作为连续相，使用含双通道的同轴针头作为微流控装置制备多孔微球，将多孔微球收集于聚乙烯醇溶液中，搅拌去除二氯甲烷；

6、对所得多孔微球进行洗涤，然后加入到氢氧化钠溶液中水解，水解后用超纯水洗涤，再将微球加入聚赖氨酸溶液中过夜搅拌，取出后用超纯水洗涤，得到辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球。

7、优选的，所述辛伐他汀和左旋聚乳酸的质量比为1：5-25；其中，左旋聚乳酸在混合溶液中的浓度为0.01-0.05g/ml。

8、优选的，所述碳酸氢铵溶液和聚乙烯醇溶液的浓度均为0.01g/ml，溶质为超纯水，所述碳酸氢铵溶液和混合溶液比例为1：1-4。

9、优选的，所述分散相流速为0.05-0.2ml/min，连续相流速为1-10ml/min。

10、优选的，搅拌去除二氯甲烷采用机械搅拌，搅拌转速为200-300rpm，时间为4-6小时。

11、优选的，所述氢氧化钠溶液浓度为0.05-0.2m，水解时间为2-5min；所述聚赖氨酸质量浓度为1-10mg/ml。

12、优选的，同轴双通道的内通道尺寸为：内径0.25mm，外径0.5mm，外通道尺寸为：内径0.86mm，外径1.26mm；左旋聚乳酸分子量为50000-100000da。

13、本发明还提供了一种上述方法制备的辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球。

14、本发明还进一步提供了上述的辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球作为细胞培养载体在制备细胞-材料活性复合物中的应用。所述细胞-材料活性复合物可依据细胞类型形成不同的生物活性复合物，其中辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球与成骨细胞、骨髓间充质干细胞等构建的细胞-材料活性复合物可用于骨组织修复材料应用。

15、本发明还提供了述的辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球在制备骨组织再生活性生物材料或骨组织修复材料中的应用。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

17、1.本发明采用微流控技术制备辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球，可以精确控制微球的尺寸和形貌，获得均一、高孔隙率的多孔结构。

18、2.本发明采用简单、温和的处理方法，实现了辛伐他汀在plla多孔微球中的可控缓释。通过碱水处理和聚赖氨酸包覆，可以有效调控药物的释放速率，实现长达14天的持续、可控释放，提高了药物利用率并减少了潜在的副作用。

19、3.材料学测试和细胞实验证明，本发明制备的plla多孔微球具有良好的力学性能、结构稳定性和生物相容性，可为细胞提供稳定的三维生长环境，促进细胞的黏附和增殖。此外，可控辛伐他汀缓释plla复合多孔微球还展现出了促进成骨分化的能力，有望在骨组织工程中发挥重要作用，为骨缺损的修复和再生提供新的解决方案。

技术特征：

1.一种功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其特征在于，所述辛伐他汀和左旋聚乳酸的质量比为1：5-50；其中，左旋聚乳酸在混合溶液中的浓度为0.01-0.05g/ml。

3.根据权利要求1所述的功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其特征在于，所述碳酸氢铵溶液和聚乙烯醇溶液的浓度均为0.01-0.1g/ml，溶质为超纯水，所述碳酸氢铵溶液和混合溶液比例为1：1-10。

4.根据权利要求1所述的功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其特征在于，所述分散相流速为0.05-5ml/min，连续相流速为1-10ml/min。

5.根据权利要求1所述的功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其特征在于，搅拌去除二氯甲烷采用机械搅拌，搅拌转速为200-1000rpm，时间为2-12小时。

6.根据权利要求1所述的功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液浓度为0.05-0.5m，水解时间为1-10min；所述聚赖氨酸质量浓度为1-10mg/ml。

7.根据权利要求1所述的功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法，其特征在于，同轴双通道的内通道尺寸为：内径0.25-0.5mm，外径0.5-1.0mm，外通道尺寸为：内径0.8～2.0mm，外径1.0～3.0mm；左旋聚乳酸分子量为50000-100000da。

8.权利要求1-7任一项所述方法制备的辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球。

9.权利要求8所述的辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球作为细胞培养载体在制备细胞-材料活性复合物中的应用。

10.权利要求8所述的辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球在制备骨组织再生活性生物材料或骨组织修复材料中的应用。

技术总结本发明涉及一种功能化左旋聚乳酸多孔微球的制备方法及其应用，主要包括：将左旋聚乳酸和辛伐他汀溶于二氯甲烷中作为混合溶液，将混合溶液和碳酸氢铵溶液均质混匀作为初级乳液；采用微流控法制备多孔微球进行洗涤，然后加入到氢氧化钠溶液中水解、洗涤，再将微球加入聚赖氨酸溶液中过夜搅拌、洗涤，得到辛伐他汀缓释聚乳酸复合多孔微球。材料学测试和细胞实验证明，这些多孔微球不仅具有良好的生物相容性和可控的药物释放性能，还能促进细胞黏附、增殖和成骨分化，展现出在组织再生领域的应用潜力。技术研发人员：赵瑞波,胡召帆,孔祥东,张晶晶,张云扬,郑冉,杨淑慧,诸进晋,曾庆丰受保护的技术使用者：浙江理工大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1