一针式注射型凝胶剂及其制备方法与流程

本发明属于生物医药，尤其涉及一种一针式注射型凝胶剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会整体的不断发展，全球老龄化程度逐年增高，老年人骨折已成为健康管理的重要挑战，骨质疏松症是导致老人骨折的重要原因。骨质疏松症是一种以骨量减少、骨组织微结构损坏、骨脆性增加为特征的全身性代谢性骨骼疾病，常常导致脆性骨折的发生。

2、骨质疏松骨折本质上是由于成骨细胞的骨形成和破骨细胞的骨吸收之间的不平衡导致，目前临床上主要通过药物干预和骨植入材料干预实现骨质疏松骨折的预防和治疗。对于药物干预，包括抗骨吸收药物（双磷酸盐、选择性雌激素受体调节剂、雌激素类、降钙素类等）、促进骨形成药物（甲状旁腺激素pth1-34）以及具有双重作用的药物，然而患者通过口服或者注射的方式经过长期的周期性治疗给病人带来严重的高血钙症或和慢性肾脏损伤等并发症，且价格昂贵给生活带来不便。

3、骨植入材料对骨折区域的填充是治疗骨质疏松骨折的另一重要手段，包括自体骨、异体骨、人工陶瓷、高分子材料等。如pmma（聚甲基丙烯酸甲酯）骨水泥存在力学性能不匹配、缺乏生物活性且促新骨生成能力弱等问题；生物可降解的cpc（磷酸钙骨水泥）类骨填充物虽然提高了骨整合能力，但是cpc在植入后需要一定的时间来逐渐凝固，未完全固化的cpc容易发生位移，引发严重并发症。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种一针式注射型凝胶剂及其制备方法，旨在解决骨植入材料在保证骨整合能力的前提下，难以保持支撑，容易引发位移的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，本发明提出一种一针式注射型凝胶剂，包括显影组分和组成单体，组成单体包括光交联凝胶单体、温度响应性凝胶单体、微凝胶单体中的至少一种，所述光交联凝胶单体用于在光照条件下交联形成凝胶骨架，所述温度响应性凝胶单体的固化温度为32~37℃，所述微凝胶单体的粒径为1~100µm，其中，按照重量百分比，所述光交联凝胶单体占40~60w%，所述温度响应性凝胶单体占10~20wt%，所述微凝胶单体占10~20wt%，所述显影组分占5~15wt%。

3、在本发明的一些实施例中，所述光交联凝胶单体包括含有丙烯酰基的高分子和/或小分子和光引发剂，所述含有丙烯酰基的高分子包括甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化海藻酸钠、甲基丙烯酰化聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚n-丙烯酰基甘氨酰胺中的至少一种，所述含有甲基丙烯酸酯基的小分子包括n-丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的至少一种；

4、所述的光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂中的至少一种。

5、在本发明的一些实施例中，所述温度响应性凝胶单体包括聚n-异丙基丙烯酰胺、嵌段共聚物、甲基丙烯酰化明胶中的至少一种。

6、在本发明的一些实施例中，所述微凝胶单体包括聚乙二醇二丙烯酸酯微凝胶、羟基磷灰石微凝胶、海藻酸钠微凝胶中的至少一种。

7、在本发明的一些实施例中，所述显影组分包括碘海醇、泛影酸钠、硫酸钡中的至少一种。

8、在本发明的一些实施例中，所述一针式注射型凝胶剂包括功能组分，所述功能组分包括负载细胞、抗骨质疏松药物、抗生素以及生物活性因子，其中，所述负载细胞包括骨髓间充质干细胞、成骨细胞、骨髓单核细胞中的至少一种，所述抗骨质疏松药物包括双膦酸盐类、甲状旁腺激素类、地舒单抗、具有抗骨质疏松作用的中药中的至少一种，所述抗生素包括庆大霉素、妥布霉素、链霉素中的至少一种，所述生物活性因子用于促进骨再生或抑制骨吸收。

9、本发明提出一种制备方法，用于制备如上所述的一针式注射型凝胶剂，所述制备方法的步骤包括：

10、s1、调制组成单体；

11、s2、在所述组成单体中加入显影组分，得到凝胶混合物；

12、s3、添加功能组分至所述凝胶混合物中，真空脱泡后混合封装在针管式注射器中，得到一针式注射型凝胶剂。

13、在本发明的一些实施例中，当所述组成单体包括光交联凝胶单体时，所述步骤s1包括：

14、s1.1、将丙烯酰基高分子和/或小分子和光引发剂添加至溶剂中，搅拌均匀，得到光交联凝胶前驱体溶液，其中，所述溶剂包括去离子水、生理盐水、磷酸盐缓冲液中的至少一种，按照质量百分比计算，所述丙烯酰基高分子和/或小分子占5~20wt%，所述光引发剂包括0.05~1wt%，余量为所述溶剂；

15、s1.2、对所述光交联凝胶前驱体溶液进行真空脱泡；

16、s1.3、将脱泡完成后的所述光交联凝胶前驱体溶液放置在365nm或405nm波长的光源下，进行聚合反应，得到所述光交联凝胶单体。

17、本发明中一针式注射型凝胶剂及其制备方法与现有技术相比，有益效果在于：

18、一针式注射型凝胶剂的组成材料均具有优良的生物相容性，通过光交联凝胶单体与温度响应性凝胶单体的协同作用，一针式注射型凝胶剂能够在注射在骨缺损或骨折部位后迅速交联并精准固化，形成稳定的支撑结构，避免注射后材料的流失或不均匀分布。此外，微凝胶单体的引入不仅提升了材料的可注射性，还增强了凝胶的力学强度，使其在骨缺损部位提供持久的支撑，防止骨折部位二次坍塌或移位。

19、显影组分的添加使得该凝胶剂在x射线或ct成像下可实时监控凝胶的分布情况，确保一针式注射型凝胶剂准确注射到骨缺损或骨折部位，极大地减少了操作风险，并避免材料向周围软组织或血管的误散布，极大地提高了手术的精准度，减少了材料误位引发的并发症，如感染、血管压迫或神经损伤等。

技术特征：

1.一种一针式注射型凝胶剂，其特征在于，包括显影组分和组成单体，所述组成单体包括光交联凝胶单体、温度响应性凝胶单体、微凝胶单体中的至少一种，所述光交联凝胶单体用于在光照条件下交联形成凝胶骨架，所述温度响应性凝胶单体的固化温度为32~37℃，所述微凝胶单体的粒径为1~100µm，其中，按照重量百分比，所述光交联凝胶单体占40~60w%，所述温度响应性凝胶单体占10~20wt%，所述微凝胶单体占10~20wt%，所述显影组分占5~15wt%。

2.根据权利要求1所述的一针式注射型凝胶剂，其特征在于，所述光交联凝胶单体包括含有丙烯酰基的高分子和/或小分子和光引发剂，所述含有丙烯酰基的高分子包括甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化海藻酸钠、甲基丙烯酰化聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚n-丙烯酰基甘氨酰胺中的至少一种，所述含有甲基丙烯酸酯基的小分子包括n-丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的一针式注射型凝胶剂，其特征在于，所述温度响应性凝胶单体包括聚n-异丙基丙烯酰胺、嵌段共聚物、甲基丙烯酰化明胶中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一针式注射型凝胶剂，其特征在于，所述微凝胶单体包括聚乙二醇二丙烯酸酯微凝胶、羟基磷灰石微凝胶、海藻酸钠微凝胶中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一针式注射型凝胶剂，其特征在于，所述显影组分包括碘海醇、泛影酸钠、硫酸钡中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一针式注射型凝胶剂，其特征在于，所述一针式注射型凝胶剂包括功能组分，所述功能组分包括负载细胞、抗骨质疏松药物、抗生素以及生物活性因子，其中，所述负载细胞包括骨髓间充质干细胞、成骨细胞、骨髓单核细胞中的至少一种，所述抗骨质疏松药物包括双膦酸盐类、甲状旁腺激素类、地舒单抗、具有抗骨质疏松作用的中药中的至少一种，所述抗生素包括庆大霉素、妥布霉素、链霉素中的至少一种，所述生物活性因子用于促进骨再生或抑制骨吸收。

7.一种制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-6任一项所述的一针式注射型凝胶剂，所述制备方法的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，当所述组成单体包括光交联凝胶单体时，所述步骤s1包括：

技术总结
本发明提出一种一针式注射型凝胶剂，包括显影组分和组成单体，组成单体包括光交联凝胶单体、温度响应性凝胶单体、微凝胶单体中的至少一种，光交联凝胶单体用于在光照条件下交联形成凝胶骨架，温度响应性凝胶单体的固化温度为32~37℃，微凝胶单体的粒径为1~100µm，其中，按照重量百分比，光交联凝胶单体占40~60w%，温度响应性凝胶单体占10~20wt%，微凝胶单体占10~20wt%，显影组分占5~15wt%。一针式注射型凝胶剂的组成材料均具有优良的生物相容性，在骨缺损或骨折部位能够提供稳定的支撑，同时为骨细胞提供良好的生长环境，促进骨整合。

技术研发人员：谭宝玉,徐子扬,李朝阳,刘文广,吕维加
受保护的技术使用者：博志生物科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17