新型可生物降解聚碳酸酯水凝胶制备及其作为关节软骨组织工程三维支架材料的研究

脂肪族聚碳酸酯是一类生物相容性好、机械性能优良的可生物降解高分子。透明质酸具有独特的生物活性，能与关节软骨细胞表面特异受体结合，从而有效地促进关节软骨细胞增殖。本研究基于可生物降解脂肪族聚碳酸酯和透明质酸的优点，设计合成一系列可生物降解脂肪族聚碳酸酯-聚乙二醇嵌段共聚物和透明质酸的丙烯酸衍生物大分子单体，与关节软骨细胞混合并经原位光聚合反应制备新型水凝胶/关节软骨细胞复合体，并进行关节软骨细胞的三维培养，以期获得工程化软骨组织。本项目拟从多个层次探讨水凝胶不同化学组分对其降解性能、机械性能以及关节软骨细胞增殖及细胞间质分泌的影响，为关节软骨组织工程支架材料设计和合成提供一定的理论依据。

制备基于不同亲疏水链段长度大分子单体的可生物降解聚碳酸酯水凝胶；揭示随着亲疏水链段的长度改变，水凝胶呈现不同的机械性能增强机理；由于疏水链段长度增长导致的疏水相互作用，水凝胶的模量和强度同时增加；得到了有高细胞存活率的聚碳酸酯水凝胶-关节软骨细胞复合体。通过控制水凝胶组分含量，合成了一系列具有可控物理性能和蛋白药物控释性能的聚碳酸酯-透明质酸共聚网络水凝胶水凝胶。利用双网络水凝胶的制备策略，合成了有利于关节软骨细胞增殖的水凝胶，水凝胶断裂应力达到达到8.38±0.67 MPa；通过三维包覆，首次制备了高细胞存活率的双网络水凝胶-关节软骨细胞复合体，其断裂应力达到6.28±1.26 MPa。合成了埃洛石纳米复合水凝胶，该水凝胶能同时具备较高模量和强度，而且还具有良好的细胞相容性，有望成为新型组织工程支架材料。. 项目执行期间在国际SCI源刊发表研究论文3篇，国内学术会议论文1篇，获得授权中国发明专利1项，另外有2篇论文正在评审和撰写中。