[發明專利]一種組織工程軟骨復合支架及制備方法

有效

• 申請號: 201710115874.5
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106730026B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 余家闊;王少杰;丁建勛;張磊
• 申請（專利權）人: 北京大學第三醫院;中國科學院長春應用化學研究所;清華大學
• 主分類號: A61L27/48
• 分類號: A61L27/48;A61L27/18;A61L27/52;A61L27/54;A61L27/56;A61L27/58;B33Y10/00;B33Y40/10;B33Y40/20
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌;譚輝

本發明涉及一種組織工程軟骨復合支架及制備方法，其中復合支架包括：具有孔隙結構的支架本體，所述支架本體由醫用高分子材料通過快速成型技術制備而成；以及復合在所述支架本體的孔隙結構中以及支架本體表面的水凝膠，所述水凝膠中混合有骨髓間充質干細胞。本發明通過將水凝膠與醫用高分子材料制成的支架本體復合，制得的組織工程軟骨復合支架既具有醫用高分子材料良好的機械強度，又能通過水凝膠保持高的水分含量，在支架內部及表面為骨髓間充質干細胞的物質交換以及向軟骨細胞分化提供良好的微環境。

技術領域

本發明涉及生物材料與組織工程技術領域，尤其涉及一種組織工程軟骨復合支架及制備方法。

背景技術

關節軟骨是一種無血管、神經和淋巴的組織，這種結構特點使損傷的軟骨組織自修復能力十分有限。關節軟骨損傷后只有極低或沒有有效的自身修復能力，損傷繼續發展會導致進行性關節軟骨破壞和骨性關節炎。

目前臨床上常用的軟骨修復技術包括骨髓刺激技術、自體骨軟骨移植、異體骨軟骨移植、自體軟骨細胞移植技術等。目前，軟骨組織工程技術是再生關節軟骨的的最佳方法之一。

合適的支架材料、種子細胞、生長信號是組織工程的三個基本要素。理想的支架材料應具備以下幾個特點：l)可控的降解性能；2)有利于細胞生長、分化以及細胞外基質的合成；3)便于營養物質和代謝產物的運輸；4)具有合適的力學性能；5)和周圍的組織進行良好整合。

水凝膠是水分含量較高的三維交聯多孔網狀結構，其中溫度敏感性水凝膠已經被廣泛應用于軟骨組織工程領域。溫敏水凝膠包括天然衍生的水凝膠和合成來源的水凝膠。天然溫敏水凝膠包括膠原、明膠和殼聚糖等。合成溫敏水凝膠包括聚醚、聚(N-異丙基丙烯酰胺)、多肽和聚酯等。然而單純溫敏性水凝膠的主要缺點為機械強度不夠。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有水凝膠支架的機械強度不夠的缺陷，提供一種在三維立體支架上復合水凝膠的組織工程軟骨復合支架及制備方法。

本發明第一方面，提供了一種組織工程軟骨復合支架，包括：具有孔隙結構的支架本體，所述支架本體由醫用高分子材料通過快速成型技術制備而成；以及復合在所述支架本體的孔隙結構中以及支架本體表面的水凝膠，所述水凝膠中混合有骨髓間充質干細胞。

在根據本發明的優選實施方式中，所述醫用高分子材料為聚己內酯、聚乳酸、聚羥基乙酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乙二醇或聚醚醚酮。

在根據本發明的優選實施方式中，所述水凝膠為膠原、殼聚糖或PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物。

在根據本發明的優選實施方式中，所述支架本體的孔隙結構為通過熔融沉積成型形成的在三個維度上互通的孔隙結構。

在根據本發明的優選實施方式中，所述支架本體由聚己內酯制成，所述支架本體由纖維方向互成90°的多層聚己內酯纖維疊加而成，且纖維直徑為300～350μm，纖維間距為350～400μm。

在根據本發明的優選實施方式中，所述支架本體由聚乳酸-羥基乙酸共聚物制成，所述支架本體由纖維方向互成90°的多層聚乳酸-羥基乙酸共聚物纖維疊加而成，且纖維直徑為200～300μm，纖維間距為300～350μm。

本發明第二方面，提供了一種組織工程軟骨復合支架的制備方法，包括以下步驟：

S1、采用醫用高分子材料通過快速成型技術制備具有孔隙結構的支架本體；

S2、將骨髓間充質干細胞懸液加入水凝膠溶液中，制備水凝膠細胞混合懸液，將所述水凝膠細胞混合懸液滴加于所述支架本體上，直至水凝膠細胞混合懸液滲透入所述支架本體的孔隙結構中并覆蓋支架本體表面。

在根據本發明的優選實施方式中，所述水凝膠為PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物；所述步驟S2包括：