[發明專利]一種多層多孔支架及其制備方法

有效

• 申請號: 200910050499.6
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101874751A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 丁建東;張正
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: A61F2/02
• 分類號: A61F2/02;A61L27/56
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 吳桂琴

技術領域

本發明屬于生物材料和組織修復技術領域，具體涉及一種多層的多孔支架及其制備方法。

背景技術

多孔支架可以廣泛應用于組織修復、細胞培養載體、傷口敷料、藥物控釋載體等領域。尤其是具有高孔隙率的聚合物多孔三維支架，已經發展成為組織工程和原位組織再生的重要組成部分。

現有技術公開了組織工程的基本原理是：從人體組織提取一定的正常細胞，培養增殖后，在體外與可降解多孔支架構建細胞材料復合體，再將這種復合體植入組織缺損處，隨著材料降解和細胞外基質的不斷分泌和組織的不斷形成，重建新的與自身形態和功能相適應的組織和器官，達到組織修復的目的。因此多孔支架在組織重建過程中具有相當重要的地位。

此外，直接植入多孔支架、利用體內的細胞自行修復組織的組織誘導技術(或稱原位組織再生)也依賴于合適的多孔支架材料。

關于組織工程支架或組織誘導支架的制作和成型技術，目前已經有比較豐富的途徑和手段。例如，纖維紡織技術、粒子脫除技術、氣體發泡技術、相分離技術、微球燒結技術等。不同的生物材料和制備手段得到的組織工程支架，其孔形態、孔隙率、比表面積和降解速率等重要指標都有差異。例如，靜電紡絲獲得的無紡布結構，適合于皮膚血管等薄層組織的構建；粒子去除獲得高孔隙率的三維支架，可應用于骨和軟骨組織工程；利用微球燒結的方法，可以得到高強度的支架，但空隙率不高，適合于骨組織的修復。而在組織重建過程中，支架的結構特點能夠影響到新生組織的結構和功能，因此針對不同組織的重建需要孔結構與之相適應的多孔支架。

人體器官比較復雜，并非由單一的組織構成，而臨床上需要采用組織工程修復的病灶，常包含有多層組織的嚴重缺損。不同組織的形態、結構、力學性能有很大差別，不同類別的細胞生長增殖和組織重建速率也有差異。因此就需要根據這些缺損組織的特點，設計不同孔隙率、孔結構和降解速率相結合的支架材料。另外，在組織工程實踐過程中，即便對單一組織的修復，也需要考慮其與周圍組織之間的配合。譬如，在軟骨修復的臨床實例中，除了要實現軟骨組織的修復，重建的軟骨和下層骨組織的連接成為關鍵的問題。否則，重建軟骨與骨基體間的界面連接將成為組織修復的薄弱環節。另外，在皮膚、長干骨等組織的修復中，都需要構建多重形態的復雜仿生組織。而依靠之前所述單一的支架致孔成型工藝，一般只能制備單種材料、單一孔結構的支架。在面對復雜組織的構建的臨床需求時，具有與缺損組織相似的多層結構、各層性能獨立可調、且整體上仍然相互連通的支架的需求量更大。

為了獲得與復雜組織構建相適應的多層結構，從組織修復的角度考慮，多層的多孔支架之間有時需要具有良好的連通性。若簡單地將兩個預先制備的多孔支架予以連接很容易導致支架之間缺乏連通。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多層多孔支架及其制備方法。具體涉及一種由多層支架粘合、且層與層之間具有良好連通孔結構的多層多孔支架。

本發明提供了一種具備連通性的多層的多孔支架。本發明采用一種含致孔粒子的粘合劑，制備一種層與層之間結構獨立可調，且層與層之間的孔保持連通的支架材料。其核心是選擇適合的多孔材料，直接使用或者按要求剪裁后，通過可致孔的粘合劑粘合，固化后除去致孔劑，制成具有相互連通多層結構和復雜外形的多孔支架。

具體而言，本發明提供的多層多孔支架，其特征在于，具有多層結構，且構成支架主體的各層間含有多孔的過渡層、使得上下層的孔之間相互連通。每一層可以是采用粒子溶出、纖維紡織、相分離、氣體發泡或微球燒結等中的任意一種或幾種技術制備的多孔支架。組成該支架的一層或多層的孔徑為10-900μm，孔隙率20％-99％，復合支架中每一層的孔結構形貌和孔隙率獨立可調，不同層的孔徑和孔隙率可以相同、也可以不相同，支架各層之間通過使用含致孔劑的粘合劑連接。

本發明中，采用由聚合物、溶劑和致孔粒子組成的混合物作為粘合劑。在層與層之間的粘結面上涂敷粘合劑后，將粘結面相合，施加壓力。粘合劑中的溶劑通過擴散作用，將支架表層孔壁部分溶解融合，待溶劑揮發后，粘合層固定，不同層的聚合物就通過中間的粘合層連接起來。最后采用粒子去除的方法，將粘合層的粒子溶出，即得到層與層間相互連通的多孔復合支架。

本發明提出的多層多孔支架，其特征在于采用具有多孔結構的過渡層將相互獨立的多孔支架層與層連接成整體，且層與層之間的孔具有連通性。連接層厚度一般在0.5mm左右。

組成各層支架的基質材料包括高分子材料、無機材料、生物衍生材料或者它們之間的復合物，不同層之間的基質材料可以相同、也可以不相同。