[發(fā)明專利]一種組織工程支架的制造工藝及其制備的組織工程支架

無效

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• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102078645A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 四庫
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: A61M1/14
• 分類號: A61M1/14;C12N11/08
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 卞華欣

技術領域

本發(fā)明涉及仿生組織的生物制造技術領域，特別涉及一種組織工程支架的制造工藝及其制備的組織工程支架。

背景技術

組織器官移植是治療各種慢性器官病變的最有效的手段，然而供體的匾乏一直制約著組織器官移植。組織工程為體外培養(yǎng)活體組織器官提供了可能，它有望恢復人體組織器官更多的生化功能。然而肝組織工程對支架結(jié)構有特定的要求：支架內(nèi)應存在三種形態(tài)的微觀結(jié)構—光滑的微管道、孔洞及二者之間的半透孔隙。微管供內(nèi)皮細胞貼壁生長形成血管(血竇)，孔洞供肝細胞聚團生長形成肝細胞索，半透孔隙是尺度更小的微觀結(jié)構，其大小應使營養(yǎng)液通過，但對血漿細胞有阻隔作用。因此，如何制造這種獨特結(jié)構的支架成為肝組織工程的關鍵問題之一。

傳統(tǒng)的支架制造方法包括相分離法、冷凍法、致孔劑析孔法和發(fā)泡法等。但這些工藝可控性差，難以構建結(jié)構復雜、供多細胞生長的支架微觀結(jié)構，更重要的是無法實現(xiàn)多種細胞在支架內(nèi)的有序分布。

隨著快速成型等微制造技術的發(fā)展，現(xiàn)在也有通過微制造技術和傳統(tǒng)成孔方法結(jié)合構建組織工程支架的技術，以提高工藝可控性，并使支架高孔隙化。如專利號為ZL?200610042854.1的中國專利即公開了一種仿生肝組織工程支架與接口及其成型工藝，該工藝主要包括下列步驟：1)首先設計支架微流道和接口立體結(jié)構及單層結(jié)構;并根據(jù)設計結(jié)果，利用快速成型或微雕刻或精密加工制造壓印模具；????2)在模具上涂覆混合有抗凝血劑的生物可降解支架材料，然后快速凍干，冷凍干燥致孔；3)冷凍干燥致孔后脫模，然后采用生物粘結(jié)劑將支架逐層粘結(jié)組裝起來，得到仿生肝組織工程支架。

上述組織工程支架成型工藝，使用可降解的材料作為支架材料，由于該類材料的材料特性，使用硬質(zhì)模具成型時，不易脫模，或脫模過程中易損傷成型的支架結(jié)構；而使用如硅橡膠軟模具成型，又容易在持續(xù)成型加工的過程中，由于快速凍干的工序?qū)е履＞咛幱跍夭钭兓笄易兓l繁的工作環(huán)境，模具易變形失效，導致組織工程支架結(jié)構誤差大，廢品率高，加工效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種成型效果好，加工效率高的組織工程支架的制造工藝，同時提供一種通過該制造工藝制備的結(jié)構簡單、生產(chǎn)效率高、使用效果好的組織工程支架。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種組織工程支架的制造工藝，包括以下步驟：1）母模成型；模擬組織器官的內(nèi)部微觀結(jié)構，進行仿生設計，構建組織工程支架模型，并采用快速成型技術或微機電系統(tǒng)技術成型組織工程支架母模；2）制模；將聚二甲基硅氧烷與固化劑均勻混合，澆注于所述母模上，加熱固化或光固化，使得聚二甲基硅氧烷預聚物發(fā)生交聯(lián)反應而固化，制得彈性體模具；3）支架單層成型；將生物可降解材料溶液注入所述彈性體模具，凝固而成型；4）冷凍干燥致孔，以使支架高孔隙化，然后脫模；5）支架單層定位堆疊，支架單層層間固定，制得組織工程支架。

本發(fā)明還包括以下的進一步技術方案：

在所述步驟3）之前還包括以下步驟：3a）在彈性模具內(nèi)涂覆聚乙烯醇層，以便脫模。

其中，所述的生物可降解材料為聚乳酸材料。

其中，所述步驟5）中的支架單層層間固定，具體指通過溶劑粘合的方法使兩層支架單層粘合固定。

或者是，所述步驟5）中的支架單層層間固定，具體指通過可吸收手術縫合線縫合各支架單層，而形成三維組織工程支架。

根據(jù)該組織工程支架的制造工藝所制備的組織工程支架，包括多個依次層疊固定的支架單層，每個支架單層表面開設有血管網(wǎng)通道和細胞孔洞，所述血管網(wǎng)通道縱橫交錯設置，所述細胞孔洞開設于所述血管網(wǎng)通道縱橫相交的位置。

其中，所述支架單層包括干細胞層支架單層和內(nèi)皮細胞層支架單層，所述干細胞層支架單層和內(nèi)皮細胞層支架單層交錯層疊。

其中，所述干細胞層支架單層和內(nèi)皮細胞層支架單層之間夾設有可降解半透膜。

進一步地，每相鄰兩所述支架單層之間通過可吸收手術縫合線縫合固接。

本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明的制造工藝由于采用聚二甲基硅氧烷制備成型模具，并采用生物可降解材料作為支架材料，通過微制造技術和傳統(tǒng)成孔方法結(jié)合構建組織工程支架，既保持了支架的高孔隙率，又較好的實現(xiàn)了支架微結(jié)構的主動設計和成型精度可控，成型效果好，加工效率高，良品率高；采用該制造工藝制備的組織工程支架結(jié)構簡單，生產(chǎn)效率高，但其結(jié)構足以滿足實現(xiàn)人工組織向自然組織轉(zhuǎn)變的目的。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制。