[發(fā)明專利]具有微溝槽的三維骨修復(fù)支架及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611154448.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN106726010B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程德林;潘浩波;阮長(zhǎng)順;吳明明;梁青飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): A61F2/28
• 分類號(hào): A61F2/28;A61L27/40;A61L27/12;A61L27/56;A61L27/50;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

本發(fā)明提供了一種具有微溝槽的三維骨修復(fù)支架，所述三維骨修復(fù)支架由帶微溝槽結(jié)構(gòu)的微溝槽層通過層層堆疊而成，或者是由無溝槽的單纖維層與所述微溝槽層通過層層堆疊而成，所述三維骨修復(fù)支架為三維多孔結(jié)構(gòu)；其中，所述微溝槽層包括多個(gè)間隔設(shè)置的帶微溝槽的纖維單元，每個(gè)所述帶微溝槽的纖維單元由至少兩根并排設(shè)置且相接觸的纖維構(gòu)成。微溝槽結(jié)構(gòu)的引入，有助于引導(dǎo)細(xì)胞在支架上的取向分布，改善支架的成骨效果。本發(fā)明還提供了該骨修復(fù)復(fù)合支架的制備方法及應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有溝槽的三維骨修復(fù)支架及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，由于工傷事故、交通事故、骨科疾病等導(dǎo)致的骨缺損呈現(xiàn)出高的發(fā)病率，加之我國(guó)目前正走向老齡化社會(huì)，與老年人口相關(guān)的骨科退行性疾病不斷增加，導(dǎo)致對(duì)骨修復(fù)材料的需求量越來越大。目前，骨組織工程技術(shù)克服了傳統(tǒng)骨缺損移植技術(shù)的缺點(diǎn)，為臨床骨修復(fù)治療提供了一種新的選擇。其中，三維多孔骨修復(fù)支架作為骨修復(fù)的結(jié)構(gòu)支持，以及細(xì)胞和因子等活性物質(zhì)的傳遞載體，它的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，是決定骨組織工程修復(fù)效果的核心要素之一。

近年來，3D打印作為一種新興的先進(jìn)工藝技術(shù)，突破了傳統(tǒng)方法的局限性，成為了制備骨修復(fù)支架的理想選擇之一。它主要通過漿料纖維的不斷堆疊，構(gòu)建三維多孔骨修復(fù)支架，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和尖端的打印設(shè)備，人們可以靈活設(shè)計(jì)和完整構(gòu)建具有復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)完好、組成分布可控的支架。

目前，絕大多數(shù)三維骨修復(fù)支架主要是對(duì)支架的多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)設(shè)計(jì)和調(diào)控，以促進(jìn)干細(xì)胞在支架上的生長(zhǎng)和成骨分化，而并未對(duì)支架的基底微結(jié)構(gòu)做較多研究。例如，目前尚未見利用3D打印技術(shù)在骨修復(fù)支架上構(gòu)建微溝槽結(jié)構(gòu)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種具有微溝槽的三維骨修復(fù)支架及其制備方法。所述三維骨修復(fù)支架中具有帶微溝槽結(jié)構(gòu)，該微溝槽結(jié)構(gòu)有望引導(dǎo)細(xì)胞(例如干細(xì)胞、成骨細(xì)胞)在支架上的取向分布，進(jìn)而進(jìn)行生長(zhǎng)、分化等，改善支架的成骨效果。

第一方面，本發(fā)明提供了一種具有微溝槽的三維骨修復(fù)支架，所述三維骨修復(fù)支架包括無溝槽的單纖維層和帶微溝槽結(jié)構(gòu)的微溝槽層，其中，所述單纖維層和微溝槽層為層層堆疊，所述三維骨修復(fù)支架的相鄰層的纖維交錯(cuò)排列形成三維多孔結(jié)構(gòu)；所述微溝槽層包括多個(gè)間隔設(shè)置的帶微溝槽的纖維單元，每個(gè)所述帶微溝槽的纖維單元由至少兩根并排設(shè)置且相接觸的纖維構(gòu)成。

本申請(qǐng)中，所述微溝槽層除了包括多個(gè)間隔設(shè)置的帶微溝槽的纖維單元，還包括位于所述微溝槽層邊界的單根纖維。

本申請(qǐng)中是由并排設(shè)置且相接觸的纖維形成所述微溝槽，因此，所述微溝槽層中微溝槽的設(shè)置方向與微溝槽層中的纖維的設(shè)置方向相一致。

優(yōu)選地，所述單纖維層和微溝槽層交錯(cuò)堆疊。進(jìn)一步地，相鄰的所述單纖維層和微溝槽層中纖維的設(shè)置方向相互垂直。

優(yōu)選地，所述骨修復(fù)支架為規(guī)則的幾何體(如長(zhǎng)方體、正方體、圓柱體等，但不限于此)以及其他不規(guī)則的三維多孔結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述骨修復(fù)支架為立方體，其底面邊長(zhǎng)為10-30mm，層高0.2-0.4mm，層數(shù)為10-30。所述層高，是指在制備支架的過程中，打完一層漿料纖維后，再打第二層時(shí)，針頭需要上移的距離。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述骨修復(fù)支架的大小為10mm×10mm的立方體，層數(shù)為10層。

優(yōu)選地，所述三維骨修復(fù)支架的孔隙率為30-50％，連通率為100％。

進(jìn)一步地，所述三維骨修復(fù)支架自底部向上形成(AB)_n、(AB)_nA、(BA)_n或(BA)_nB的排布形式，其中，A為無溝槽的單纖維層，B為帶微溝槽結(jié)構(gòu)的微溝槽層；所述n為3-20的整數(shù)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述n為4-10的整數(shù)。