苏州大学:新型体温响应智能水凝胶产品通过临床试验前研究

12bet备用网址官网2018年9月11日讯  苏州大学附属第一医院杨惠林教授领衔下的研究团队采用可体内植入的聚乳酸(PLA)和聚乙二醇(PEG),设计并构建具有体温响应的可注射生物材料系统,聚外消旋丙交酯-聚乙二醇-聚外消旋丙交酯(PDLLA-PEG-PDLLA)水凝胶(图1)。

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苏州大学:新型体温响应智能水凝胶产品通过临床试验前研究

图1. PDLLA-PEG-PDLLA 水凝胶合成结构示意图

生物医用材料是21世纪新材料产业发展的主要方向之一,是现代临床医学的重要物质基础。可注射温度感应智能生物材料体系给传统医学带来革新,具备微创植入、智能给药等优势;临床使用便捷、治疗更有效,经济和社会效益显著。在863计划“再生医学前沿技术与应用研究”重点项目的支持下,我国科学家对引导组织再生的新型体温响应智能水凝胶进行了系列研究,并取得重要进展。

围绕引导组织再生的新型体温响应PLA/PEG嵌段的水凝胶复合体系研究,通过调整反应投料量、反应温度、反应时间和纯化方式,研究人员对合成工艺进行了优化,确定了稳定的PDLLA-PEG-PDLLA聚合物合成工艺和水凝胶制备工艺。PDLLA-PEG-PDLLA聚合物水溶液在 室温25℃为可流动的溶胶状态,在体温附近(32-36℃)则迅速转变为无色透明的凝胶状态(图2)。

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图2. PDLLA-PEG-PDLLA 水凝胶在体温附近(32-36℃)发生溶胶-凝胶相转变示意图

体温响应的PDLLA-PEG-PDLLA水凝胶同时具备流变性、降解可控性及良好的生物相容性。体内实验发现:PDLLA-PEG-PDLLA水凝胶能够有效预防术后组织粘连、促进创面组织修复。以PDLLA-PEG-PDLLA水凝胶作为微纳米载体,设计优化负载活性因子且智能缓释的引导组织再生型水凝胶复合体系,包括:载骨形成蛋白-2(BMP-2)的PDLLA-PEG-PDLLA 微纳米胶囊和复合富血小板血浆(PRP)的PDLLA-PEG-PDLLA 水凝胶,前者通过智能缓释BMP-2促进成骨作用,后者通过促进伤口血管新生、血管成熟有效修复全层皮肤缺损。另外他们还开发出基于 PDLLA-PEG-PDLLA水凝胶应用于骨修复的高分子可降解聚氨酯材料,该材料可以通过不同拉伸方式构建表面微纳米结构,从而实现成骨细胞行为调控。

目前PDLLA-PEG-PDLLA 水凝胶产品通过了四川医疗器械生物材料和制品检验中心产品安全性评估,已委托上海景峰制药股份有限公司建立具备年产 20-50 万支水凝胶能力的中试生产线,完成了水凝胶复合体系产业化质量标准的制定,进行三批中试样品的生产,并通过临床试验前研究。

引导组织再生的新型体温响应智能水凝胶复合体系具备广阔的应用前景,使用方法简单,可适用于注射、开腹手术和腹腔镜手术,适用于血液和组织液渗出的创面。一是促进术后组织修复,新型水凝胶将物理阻隔防粘连和促进创面愈合作用相结合,有效预防术后组织粘连并促进手术创面愈合。二是引导骨组织再生修复,新型水凝胶复合BMP-2或通过扩链反应调节成骨细胞作用,促骨组织修复。三是复合化疗药物抑制肿瘤生长,以新型水凝胶为载体可以复合化疗药物,提高药物在肿瘤部位的浓度并延长作用时间,可有效抑制肿瘤生长。

该研究由苏州大学附属第一医院杨惠林教授领衔的课题组完成,课题组包括四川大学钱志勇教授团队、中国科学院深圳先进技术研究院潘浩波研究员团队、中国医学科学院北京协和医院林进教授团队、上海市第六人民医院何耀华教授团队及上海景峰制药股份有限公司等。

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