[發明專利]一種軟骨修復支架及其制備方法

有效

• 申請號: 201710084882.8
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN107007883B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 敖英芳;史尉利;孫牧旸;陳海峰;胡曉青
• 申請（專利權）人: 北京大學第三醫院
• 主分類號: A61K38/08
• 分類號: A61K38/08;A61L27/26;A61L27/38;A61L27/54;A61L27/22;A61L27/50;C08J7/12;C08L89/00
• 代理公司: 11138 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 江崇玉

本發明公開了一種軟骨修復支架的制備方法。該方法包括：利用3D打印技術打印支架的模具；模具的底面具有多條相互平行的第一凸棱；與第一凸棱的上表面相連接的多條相互平行的第二凸棱；以及與第二凸棱的上表面相連接的多條相互平行的第三凸棱；三者的寬度均為100?500μm；第一凸棱與第二凸棱交叉呈預設角度；第二凸棱與第三凸棱交叉呈預設角度；配制蠶絲蛋白和明膠的混合溶液；將混合溶液倒入模具中，使混合溶液的液面沒過第三凸棱；待混合溶液凝固成膠后，去除模具，得到軟骨修復支架的材料主體；對其進行蛋白質變性和化學交聯處理，冷凍干燥。該方法制備的支架為BMSC的富集提供更多的附著位點和適合的生長微環境，促進損傷軟骨修復。

技術領域

本發明涉及軟骨修復支架技術領域，特別涉及一種軟骨修復支架及其制備方法。

背景技術

隨著運動水平及體育活動參與度的提高，關節軟骨損傷越來越常見。關節軟骨由于其特殊的解剖及組織學特點，損傷后自我修復能力差。此類損傷如果不能得到及時有效地治療，可能會進展成骨性關節炎，給患者和社會帶來沉重的負擔。

目前常用的關節軟骨損傷修復的方法主要有骨髓刺激技術(鉆孔和微骨折)、骨軟骨移植技術和軟骨細胞移植技術等。

骨髓刺激技術(鉆孔和微骨折)是利用釋放的骨髓血形成的血凝塊中含有的骨髓間充質干細胞分化形成新的軟骨，修復缺損區域。該技術對軟骨損傷具有一定效果，但是骨髓間充質干細胞分化產生的是纖維軟骨，纖維軟骨的生物學性能和力學性能均低于正常軟骨，同時釋放的血液無法在局部快速儲存影響修復效果，尤其對于較大的缺損來說修復更加困難。

骨軟骨移植技術包括自體軟骨移植和同種異體軟骨移植。這類技術能在一定程度上減輕患者疼痛、改善關節功能，然而有研究顯示自體骨軟骨移植有可能會導致供區細胞死亡，進而引起供區相應癥狀，同時還存在與正常軟骨的契合性不理想、貯存期間細胞活性下降、供體移植物來源受限以及疾病傳播的風險等問題，限制了其應用。

軟骨細胞移植技術的缺點在于，該技術仍不可避免的面臨著軟骨細胞培養過程中的去分化，二次手術創傷及費用高昂等問題，而且與微骨折手術相比，該技術并不具有明顯臨床治療優勢。

因此，對軟骨損傷修復的研究依然是臨床研究中的難點和熱點。

近年來，組織工程技術迅速發展，為關節軟骨損傷修復帶來了新的思路。組織工程技術主要通過支架、種子細胞和生物因子的相互作用和調控，產生新生組織，達到修復因創傷、疾病和老化引起的組織損傷和恢復生理功能的目的。組織工程技術使得關節軟骨被認為是最有希望通過組織工程技術成功再生的組織和器官之一。

組織工程技術中軟骨修復支架在設計上的要求是：1、生物降解不產生有毒物質；2、為新生組織提供良好的力學支持；3、降解速度與組織新生速度相匹配；4、能夠具有孔隙性能，允許營養物質及代謝產物的彌散；5、匹配支架和正常軟骨的抗壓特性。

目前軟骨組織工程常用的支架按制作材料分為：人工合成材料制成的支架和生物天然材料制成的支架。其中，人工材料制成的支架是通過人工構建制備出的具有特定理化性質、力學強度及材料構型的支架，在材料控制方面具有一定優勢，但人工材料制成的支架生物相容性及降解性差。由天然材料制成的支架，尤其是通過生物方法制成的，能夠促進正常細胞外基質的生成及重塑，并且天然材料制成的支架在生物相容性、生物降解及成軟骨分化方面具有不可比擬的優勢。

生物天然材料分為蛋白質類，如蠶絲蛋白、纖維蛋白、膠原蛋白和明膠等，和糖類，如瓊脂糖、藻酸鹽、透明質酸和殼聚糖等。其中，蠶絲蛋白由于具有來源豐富、生物相容性好、降解產物無毒副作用、力學性能良好以及價格低廉等優點，成為軟骨修復的一種優良的支架材料；但是其降解速度過慢，一定程度影響軟骨的再生修復。膠原是軟骨基質的主要成分，它可以很好粘附和支持細胞的生長，但是動物來源的膠原往往有免疫源性。明膠作為膠原的替代材料，具有免疫源性低的特點，在組織工程領域取得良好的效果，然而明膠力學性能差，降解速度過快限制了其單獨作為支架材料使用。