[發明專利]BMP2-PLA/HAP復合材料骨修復支架的制備方法

在審

• 申請號: 201810749063.5
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN109010924A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 朱沛志;陳習寶;陳崗;高春霞;于春艷
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/58;A61L27/22;B33Y70/00;B33Y80/00;B33Y10/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅;劉海霞

本發明公開了一種BMP2?PLA/HAP復合材料骨修復支架的制備方法。所述方法先將質量比為10％～20％：1的納米級羥基磷灰石粉末和醫用級PLA塑料粉末混合，熔融后，擠出拉絲，得到3D打印用的PLA/HAP耗材，再設置3D打印參數，控制打印噴頭溫度為200～220℃，打印底板溫度為20～50℃，打印速度為20～40mm/s，冷卻風扇轉速為2000～2500rpm，導入骨修復支架三維模型后開始打印，得到PLA/HAP復合材料骨修復支架，最后將支架浸泡于0.25～2mg/mL的BMP2的殼聚糖醋酸溶液中，得到BMP2?PLA/HAP復合材料骨修復支架。本發明采用3D打印技術，以納米級羥基磷灰石粉末和醫用級PLA塑料粉末為原料，負載具有高生物誘導性的BMP2骨生長因子，制得的羥基磷灰石/PLA復合材料，具有高強度、高硬度和抗沖擊強度，并且具有良好的抗菌性和良好的生物相容性及骨誘導性。

技術領域

本發明屬于醫用骨科材料技術領域，涉及一種BMP2-PLA/HAP復合材料骨修復支架的制備方法，具體涉及一種基于3D打印技術的BMP2-PLA/HAP復合材料骨修復支架的制備方法。

背景技術

羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HAP)(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)是人體和動物骨骼的主要無機成分，具有良好的生物活性和骨傳導性。HAP植入人體后，Ca²⁺和P³⁺會游離出HAP的表面，從而被身體組織吸收，并生長出新的組織。人體骨磷灰石的結構長約40～60nm的，寬約20nm，主要基本單元是針狀或棒狀磷灰石晶體。

聚乳酸(PLA)塑料是由乳酸作為單體合成，具有良好的力學綜合性能和生物相容性。PLA有極好的抗沖擊強度，良好的機械強度，硬度和一定的耐磨性。同時它具有良好的生物可吸收性，在體內可降解為乳酸單體，進一步隨乳酸循環代謝成二氧化碳與水，是制備骨修復支架的理想材料。

骨形態發生蛋白2(BMP2)是骨髓間充質干細胞(MSCs)成骨的有效誘導劑。BMP2的常規應用涉及BMP2蛋白的直接摻入或離體BMP2基因轉移到其移植前的干細胞中(Xue J,Lin H,Bean A,et al.One-Step Fabrication of Bone Morphogenetic Protein-2 Gene-Activated Porous Poly-L-Lactide Scaffold for Bone Induction.[J].MolecularTherapy Methods&Clinical Development,2017,7(1):50-59.)。在促進骨缺損修復中，其作用幾乎與自體骨的效果相似，在一定條件下，它能誘導未分化的間充質細胞向骨系細胞轉化，促進骨細胞的生長增殖(Han L,Wang M,Sun H,et al.Porous titanium scaffoldswith self-assembled micro/nano hierarchical structure for dual functions ofbone regeneration and anti-infection.[J].Journal of Biomedical MaterialsResearch Part A,2017:1-14.)。

3D打印也被稱為增材制造(AM)，快速成型(RP)，是通過計算機逐層分層和打印三維模型層的過程。3D打印有很多優點：①保存材料，提高材料利用率和降低成本；②可以實現高精度和高復雜性，并且可以制造使用傳統方法無法制造的非常復雜的零件；③不需要傳統工具，夾具，機床或者任何工具，可以直接從任何三維CAD圖形生成真實世界的產品；④可以自動，快速，直接和準確地將計算機的三維設計轉換為物理模型，甚至直接制造零件或模具，從而有效縮短產品開發周期；⑤3D打印無需集中，固定的制造車間和分布式生產；⑥可以打印組裝產品，從而降低裝配成本，甚至可以挑戰大規模的生產方法。

發明內容