[發明專利]一種制備三維多孔支架復合層的方法

有效

• 申請號: 201310747234.8
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103691001A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 汪建新;閆浩然;陳太軍;劉霞;翁杰;馮波;魯雄;周紹兵;屈樹新;段可;盧曉英;智偉
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/48;A61L27/56;A61L27/54;A61L27/58
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明屬于生物材料技術領域，尤其是骨修復材料和骨組織工程材料復合層及其制備方法。

背景技術

磷酸鈣陶瓷由于和人體的硬組織的無機成分相似，具有良好的生物相容性和生物活性、骨誘導性、可降解性，當其植入體內后能與周圍的骨組織形成良好的骨性鍵合，而被廣泛用作骨修復材料。在臨床上它們可以普遍用于非承力和承力部位的骨缺損修復，故良好的力學性能是陶瓷支架的一個基本要求。但是研究結果表明致密磷酸鈣陶瓷不能夠有效誘導新骨組織的形成，只有多孔結構的磷酸鈣陶瓷才具有骨誘導能力，因此，陶瓷支架還應具備多孔結構且孔道有良好的貫通性，以有利于組織的長入。基于此，已有較多相關文獻對其進行了研究，但是大多支架的制備方法都是以磷酸鈣粉體為原料，加入堆積顆粒作為造孔劑。從粉料的合成至支架的產出，工序較為繁瑣，往往為了得到高力學強度，就必須犧牲支架的孔隙率，孔道的貫通性也無法有效保證。

新型理想的人工骨組織工程支架材料除了應具備優良的生物相容性、生物活性以及良好的孔隙結構和力學性能外，還應該具備進一步促進細胞的黏附、增殖和分化的能力，促進骨組織的再生，縮短骨修復過程的時間。

水凝膠作為一種重要的組織工程支架材料，含水量豐富，與人體組織極為相似，具有良好的生物相容性和親和性。生長因子是一種可以刺激細胞生長活動的細胞因子，通過與特異性的、高親和的細胞膜受體結合，能夠調節細胞的生長和蛋白的表型表達。藥物緩釋系統是指一種可以通過控制藥物的釋放速度和將藥物定向釋放以達到其最佳效果的技術。而藥物緩釋體系主要是通過一系列化學或物理方法把特定的藥物包埋在高分子水凝膠再通過注射或其他方式進入體內。水凝膠中負載的藥物可以在自身擴散作用及高分子水凝膠的緩慢降解的共同作用下緩慢釋放到人體所需要的部位，并且可以保持長久而平穩的藥效。此外，可以通過控制凝膠材料的相對分子質量來適當調節和控制支架材料的降解速率，從而有效達到控制釋放的目的。鑒于現有的技術的缺點，有必要研究制備一種可降解的生長因子緩釋的三維多孔磷酸鈣陶瓷支架的技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備三維多孔支架復合層的方法，它能有效地實現生長因子緩釋，促進血管和內皮化生長以及骨細胞的增殖分化。

本發明的目的是通過以下的技術方案來實現的：一種制備三維多孔支架復合層的方法，采用如下的步驟：

步驟一：取用界面法制備出的三維多孔支架，清洗、烘干，備用；

步驟二：聚乳酸層的復合，將聚乳酸溶于丙酮中，配成質量體積比為10%溶液，再加入10%的羥基磷灰石粉末，超聲分散后棄去底部沉淀，把清洗后的三維多孔支架浸沒于聚乳酸溶液中，一分鐘后取出并甩干，備用；

步驟三：用pH=7.4的磷酸緩沖溶液配制質量體積比為10%的RGD接枝的氧化海藻酸鈉溶液和2.5%的N-琥珀酰殼聚糖溶液，將它們按體積比為9/1～5/5混合，得到水凝膠溶液，在該溶液中加入5～10ng/mL濃度的生長因子和包覆生長因子的海藻酸鈉微球，迅速攪拌混合均勻；

步驟四：將復合了聚乳酸的三維多孔支架浸入水凝膠溶液中，盡快使其包覆均勻，取出后去除表面多余的水凝膠并進行冷凍干燥，得到生長因子緩釋的三維多孔支架復合層。

所述的復合層為表面雙層復合，并且可以完全降解。

所述的水凝膠為氧化海藻酸鈉和N-琥珀酰殼聚糖的混合物。

所述的氧化海藻酸鈉為精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列接枝后的氧化海藻酸鈉。

所述的水凝膠和氧化海藻酸鈉微球中都包覆了生長因子。

所述的生長因子至少為血管內皮生長因子、細胞分化生長因子、轉化生長因子中的一種。

本發明與現有技術相比的優點和效果：采用聚乳酸對三維多孔陶瓷支架進行復合，聚乳酸本身具有良好的生物相容性，復合之后在支架表面形成一層保護薄膜且不影響其孔道的貫通性，以達到固定支架表面顆粒的目的，從而防止支架在植入過程中有碎屑掉入體內組織，引起炎癥反應。與其他支架包覆方法相比，本發明在聚乳酸溶液分散了羥基磷灰石粉末，一方面羥基磷灰石具有骨誘導和骨傳導性，與支架的成分一致，另一方面羥基磷灰石的加入一定程度上提高的支架力學性能并且具有生產工藝簡單，生產成本低的優點。