[發明專利]組織工程耳廓形態復合支架及其制備方法

有效

• 申請號: 201910589511.4
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110327495B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 賈立濤;周廣東;劉豫;張偉;姚琳;張沛靈;徐亞文;侯夢潔;王雅慧
• 申請（專利權）人: 上海國睿生命科技有限公司
• 主分類號: A61L27/36
• 分類號: A61L27/36;A61L27/22;A61L27/24;B33Y10/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶

本發明涉及一種組織工程耳廓形態復合支架及制備方法，該方法包括：將軟骨組織制成軟骨脫細胞基質粉末，配制含軟骨脫細胞基質的明膠或膠原混懸液，經CT、MRI或激光掃描、計算機輔助設計構建人耳形態的三維數字模型；3D打印PCL基材制備三維人耳形態耳廓網格框架，制備出對應耳廓形態的實體陽模和實體陰模；將三維人耳形態耳廓網格框架固定于實體陽模和實體陰模正中間，灌注配制好的軟骨脫細胞基質的明膠或膠原混懸液，灌注后行冷凍處理，冷凍后剝離實體陽模和實體陰模，獲得三維冷凍支架，三維冷凍支架經冷凍干燥后，浸入化學交聯劑中交聯，交聯后去離子水反復沖洗、浸泡去除殘余的化學交聯劑，再經真空冷凍干燥獲得最終的三維耳廓形態支架。

技術領域

本發明涉及一種生物醫學組織工程，尤其涉及一種具有三維結構的組織工程耳廓形態支架及其制備方法。

背景技術

因先天性小耳畸形、外傷及腫瘤等各種原因造成的耳廓缺損或缺失臨床常見。耳廓是人體面部的主要特征之一，其缺損或缺失會嚴重影響患者的美觀和心理健康。人體的耳廓主要由皮膚和軟骨兩種組織組成，由于皮膚組織很容易通過局部皮膚擴張和/或植皮獲得，因此，耳廓缺損進行耳再造的關鍵難點在于如何獲得形態和功能均良好的耳再造支架。目前臨床耳再造方法主要基于自體肋軟骨雕刻或高密度聚乙烯(HDPE)人造耳支架，缺點是創傷大或缺乏生物學功能，不同程度的存在造型不一、繼發缺損等問題，無法滿足實際臨床需求，現迫切需要研制一種創傷小且具有正常生理功能的耳再造支架。

組織工程與再生醫學技術為研制該支架提供了可能。目前軟骨組織工程技術利用自體軟骨細胞或成體干細胞作為種子細胞，接種在具有三維多孔結構的可降解支架上，最終經體外預構建形成軟骨組織以修復缺損。當前在支架材料方面最常選用的是聚羥基乙酸(PGA)，因其具有良好的生物相容性和可降解性。目前已應用聚羥基乙酸/聚乳酸(polyglycolic acid/polylactic acid,PGA/PLA)支架復合大動物軟骨細胞，在體外成功構建出了具有精確人耳形態的軟骨，但經體內長時間觀察發現，由于此支架為高分子合成材料，其構建軟骨內殘留的少量未降解支架易引發無菌性炎癥反應，導致體內軟骨再生不穩定。

因此本領域迫切需要尋找一種⑴生物相容性好、免疫原性低、體內炎癥反應輕；⑵孔徑孔隙率及三維形態精確可控；⑶力學強度好，體內長期維持三維形態；⑷降解速率適中，與軟骨再生速率相匹配；⑸能模擬軟骨微環境，促進體內外軟骨再生的生物材料，研制出一種對病人創傷小且具有正常生理功能的耳再造支架，并應用該支架體外構建精確人耳形態軟骨，最終實現臨床轉化突破,滿足耳再造臨床需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于軟骨脫細胞基質的具有三維結構的組織工程耳廓形態支架及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種組織工程耳廓形態復合支架的制備方法，包括以下步驟：

(1)將軟骨組織切成小塊，液氮中預冷，用低溫冷凍研磨儀和組織破碎機粉碎成細顆粒狀，制備成軟骨粉末，并經脫細胞處理和真空冷凍干燥制成軟骨脫細胞基質粉末；

(2)用一定質量的明膠或膠原溶于去離子水中配成1-5％(w/v)濃度的明膠或膠原溶液，1-5％(w/v)濃度的明膠或膠原溶液中混入一定質量的軟骨脫細胞基質粉末，4度低溫預冷攪拌混勻，配成軟骨脫細胞基質含量占1-10％(w/v)的明膠或膠原混懸液；

(3)應用CT、MRI或激光掃描、經計算機輔助設計構建人耳形態的三維數字模型；

(4)基于三維數字模型經3D打印PCL基材制備毫米級三維人耳形態耳廓網格框架；以及基于三維數字模型制備出對應耳廓形態的實體陽模和實體陰模；

(5)將三維人耳形態耳廓網格框架固定于實體陽模和實體陰模正中間，灌注配制好的軟骨脫細胞基質的明膠或膠原混懸液，灌注后行冷凍處理，溫度為-20-0度，時間為6-12小時；冷凍后剝離實體陽模和實體陰模，獲得三維冷凍支架；