[發(fā)明專利]一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210344908.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN102860884A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊卓;張婷;劉建;孟國(guó)林;張臘全;林峰;孫偉;李丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): A61F2/28
• 分類號(hào): A61F2/28;A61L27/36;A61L27/26;A61L27/12
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架，其特征在于：該骨軟骨復(fù)合支架包括含定向大孔的定向結(jié)構(gòu)軟骨支架（1）和包芯結(jié)構(gòu)骨支架（3）；所述含定向大孔的定向結(jié)構(gòu)軟骨支架采用含軟骨基質(zhì)材料的天然高分子材料，定向大孔之間存在相互貫通的小孔；所述的包芯結(jié)構(gòu)骨支架由連續(xù)擠出的材料單元交錯(cuò)堆積而成，并形成梯度孔隙結(jié)構(gòu)，該梯度孔隙結(jié)構(gòu)包括材料單元交錯(cuò)堆積形成的大孔，以及材料單元自身的微孔，其中材料單元由包芯結(jié)構(gòu)骨支架內(nèi)芯（4）和包芯結(jié)構(gòu)骨支架外芯（5）組成，包芯結(jié)構(gòu)骨支架內(nèi)芯采用人工合成高分子生物材料與鈣磷陶瓷的混合物，包芯結(jié)構(gòu)骨支架外芯（5）采用膠原；所述含定向大孔的定向結(jié)構(gòu)軟骨支架和包芯結(jié)構(gòu)骨支架通過“溶解-粘接”的方法連接并形成連接層（2）。

2.如權(quán)利要求1所述的一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架，其特征在于：所述的含軟骨基質(zhì)材料的天然高分子材料采用牛骨來源的軟骨基質(zhì)材料與殼聚糖、海藻酸鈉或明膠的混合物。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架，其特征在于：所述的人工合成的高分子生物材料采用PLGA、PGA或PLA；所述的鈣磷陶瓷為磷酸三鈣或羥基磷灰石。

4.如權(quán)利要求3所述的一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架，其特征在于：所述含定向大孔的定向結(jié)構(gòu)軟骨支架中的定向大孔截面直徑在20μm-200μm，定向度的OI值在0.8至1之間；所述的材料單元交錯(cuò)堆積形成的大孔（6）直徑100μm-1mm，材料單元自身的微孔直徑20μm-200μm。

5.如權(quán)利要求1所述的一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架，其特征在于：所述的連接層具有均勻孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙率60%-90%。

6.如權(quán)利要求1或2所述的一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1）將含軟骨基質(zhì)材料的天然高分子材料溶解于水或者醋酸溶液中，制備成質(zhì)量體積濃度為10～50mg/ml的均勻、無沉淀的混合溶液；所述的含軟骨基質(zhì)材料的天然高分子材料采用牛骨來源的軟骨基質(zhì)材料與殼聚糖、海藻酸鈉或明膠的混合物；牛骨來源的軟骨基質(zhì)材料與殼聚糖、海藻酸鈉或明膠的質(zhì)量比是0.5～5:1；

2）將裝有混合溶液的模具放置在低于0℃的具有一維溫度梯度的環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)溶液的定向結(jié)晶，然后通過冷凍干燥形成含定向大孔的定向結(jié)構(gòu)軟骨支架；經(jīng)交聯(lián)后，清洗凍干備用；

3）將膠原溶解在醋酸溶液中形成膠原溶液，溶液的質(zhì)量體積濃度為2～20mg/ml；將人工合成的高分子生物材料與鈣磷陶瓷的混合物溶解于有機(jī)溶劑中，制成質(zhì)量體積濃度為50～500mg/ml的混合溶液；所述的人工合成的高分子生物材料采用PLGA、PGA或PLA；所述的鈣磷陶瓷為磷酸三鈣或羥基磷灰石；混合物中的高分子材料與鈣磷陶瓷的質(zhì)量比為1～10：1；

4）使用含包芯噴頭的專用擠壓噴射裝置，使內(nèi)噴頭噴出人工合成的高分子生物材料與鈣磷陶瓷的混合溶液，外噴頭噴出膠原溶液，形成膠原材料包裹人工合成的高分子生物材料的連續(xù)的材料單元，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和路徑，采用基于快速成形的低溫沉積制造工藝連續(xù)擠出交錯(cuò)堆積制備成含包芯結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)；并經(jīng)過冷凍干燥后形成包芯結(jié)構(gòu)骨支架；經(jīng)交聯(lián)劑交聯(lián)后，冷凍干燥備用；

5）在包芯結(jié)構(gòu)骨支架的表面，利用有機(jī)溶劑溶解表層形成薄層熔池，將定向結(jié)構(gòu)軟骨支架與包芯結(jié)構(gòu)骨支架在薄層溶池處粘接，通過冷凍干燥，滅菌后，形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的含有連接層的骨軟骨復(fù)合支架。

7.如權(quán)利要求6所述的一種組織工程骨軟骨復(fù)合支架的制備方法，其特征在于：所述的醋酸溶液質(zhì)量體積百分濃度為0.5%-3%，所述的有機(jī)溶劑為1，4-二氧六環(huán)或氯仿。