[發明專利]一種絲素蛋白基一體化骨軟骨雙層支架及其制備與應用

有效

• 申請號: 201210411395.5
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN103028145A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 徐國偉;趙洪石;陳隆坤;歐陽宏偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/22;A61L27/32;A61L31/12
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

（一）技術領域

本發明涉及可用于骨軟骨修復的雙層支架材料的制備方法，特別涉及一種絲素蛋白基一體化骨軟骨雙層支架及制備方法和應用，即一種以絲素蛋白為基質材料仿生構建結構一體化的用于骨軟骨修復的雙層支架材料的方法。

（二）背景技術

由于交通事故、運動創傷、各種關節炎疾病引起的骨軟骨缺損給病人及其家屬帶來了巨大的痛苦及沉重的經濟負擔,不僅影響病人的生活質量，還增加了社會壓力。目前臨床上治療關節骨軟骨缺損一般采用自體骨軟骨移植及異體或異種骨軟骨移植。前者來源有限且造成新的損傷點，后者存在疾病的風險。因此都不能被廣泛應用。

近年來組織工程的發展使生物相容性好、具有仿生結構的生物材料逐漸應用到臨床骨軟骨的治療。然而，傳統方法制備的單一結構的骨軟骨修復材料已被證明不利于骨軟骨的修復，而模擬骨軟骨天然多層結構構建的組織工程支架材料逐漸成為研究熱點，并取得較好的修復效果。

骨軟骨包括表面的軟骨層和軟骨下骨層，研究表明，軟骨下骨的再生和重建對于軟骨的再生和修復至關重要。軟骨下骨為天然骨組織，其無機成分主要為磷灰石，有機成分主要為膠原。在天然骨的形成過程中，膠原作為有機模板，磷灰石晶體在其纖維束表面及纖維束間成核、生長，形成骨組織。作為骨主要有機組成的膠原被廣泛研究，并被應用于修復非承重骨軟骨及骨組織，但其低力學強度及高降解速率嚴重限制其應用。蠶絲絲素蛋白不僅機械性能明顯優于膠原，具有良好的生物相容性及可降解性，并且容易獲得。同時，絲素蛋白系由富含天冬氨酸的β-折疊片層結構組成的酸性蛋白，其層側面伸展出的-COOH是天然的磷灰石礦化模板，這種結構為仿生合成和自組裝制備新型生物材料提供了分子化學基礎.

傳統的絲素基骨材料中絲素與羥基磷灰石復合早期采用的是共混法（如中國專利2005?10040925.X?名為“一種絲素羥基磷灰石復合材料及其制備方法”和中國專利2009?10096783.7?名為“羥基磷灰石/絲素蛋白復合多孔支架材料的制備方法），即將合成好的羥基磷灰石與絲素蛋白混合，制成凝膠或粉體后再用冷凍干燥的方法制得具有三維多孔結構的支架材料。這種方法的缺點是復合的羥基磷灰石含量有限，如果含量太高會降低支架的強度。近幾年有采用共沉淀法或稱化學沉積法（如中國專利2008?10052328.2名為“一種納米相羥基磷灰石/絲素蛋白復合材料的制備方法”，中國專利2011?110119414.2?名為“一種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料及其制備方法”等），即?在絲素蛋白溶液中混入鈣鹽和磷酸鹽，在一定的pH值條件下攪拌，形成絲素和磷灰石的混合體系。?Biomaterials??(2010)?2848–2856?中先用共沉淀法在絲素中加入磷灰石粉末，再將該雜合粉末混到絲素中經凍干制得復合支架。這類方法的優點是可以調控支架體系中磷灰石的量。?但其缺點是?難以形成弱結晶的羥基磷灰石，雖可以獲得足夠的鈣源，但是骨誘導性和骨傳導性較差，從而應用受到較大的限制。

（三）發明內容

本發明目的是提供一種仿生構建一體化絲素蛋白骨軟骨雙層生物材料及制備方法和應用，即克服傳統的共混法，現有的共沉淀法或稱化學沉積法中的不足，綜合利用仿生方法和一體化構建觀念，提供一種新的仿生構建一體化絲素基骨軟骨雙層生物材料的方法。

本發明采用的技術方案是：