[發明專利]一種定向形貌膠原支架的制備方法及專用裝置

有效

• 申請號: 201910979718.2
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110588005B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 肖蕓;張爽;黃丹陽;林海;張興棟
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B29C67/24;A61L27/24;A61L27/50
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 杜朗宇

本發明公開了一種定向形貌膠原支架的制備方法及專用裝置，所述裝置包括：保溫盒、置物臺、模具和隔熱套，所述置物臺置于保溫盒內的底部，所述置物臺內部中空且底部為開口，所述置物臺與保溫盒之間可任意相對移動，所述模具置于置物臺表面，所述隔熱套將模具未與置物臺接觸的外表面全部包裹。本發明采用干冰做冷源，通過本發明特定的裝置對膠原溶液進行冷凍，工藝簡單，安全高效，制備得到的膠原支架材料取向良好，各孔分布均勻，在取向方向上力學性能明顯提高，能夠更好匹配原組織的性能。

技術領域

本發明涉及膠原支架的制備方法及專用裝置領域，特別是涉及一種定向形貌膠原支架的制備方法及專用裝置。

背景技術

當軟組織如關節軟骨、韌帶和肌腱等嚴重損傷時，難以通過自我修復實現組織結構的重建和功能的恢復，最直接的治療手段就是組織移植。然而自體組織移植來源有限，且易造成取材部位的損傷或功能障礙，異體移植應用于臨床也存在安全風險，如疾病傳播、免疫排斥反應等，因此二者的臨床應用皆受限。隨著生物學和材料學的發展，組織工程為軟組織修復提供了新的想法和路徑。

組織工程包含細胞、支架和調控因子三個要素，為修復、替換人體損傷或壞死的組織和器官提供了解決途徑。作為組織工程要素之一，支架材料在細胞生長、誘導細胞分化和遷移過程中起到舉足輕重的作用。

目前，用于組織修復支架材料包括人工生物合成材料和天然支架材料。其中，合成材料對細胞的親和力較差，誘導細胞在材料表面粘附、生長及分化能力弱；而天然高分子材料如膠原蛋白材料因其獨特的生物活性因子、良好的細胞相容性以及和正常組織類似的結構，成為目前較為理想的組織工程支架材料。

有研究表明，定向和隨機排列膠原支架上都能較好的支持骨髓間充質干細胞(BMSCs)生長，但定向排列膠原支架可誘導BMSCs沿著膠原纖維排列的方向鋪展延伸，同時無論是力學性能或促進干細胞表達特定產物的效果皆比隨機排列排列膠原支架要好。而且，這些軟組織中還又存在高度有序排列的I型膠原蛋白。

關節軟骨、韌帶和肌腱等的修復材料在徑向上要求具有較好的力學性能用于承重，而傳統的膠原支架孔隙紊亂，纖維結構排列無序，力學性能不能與組織修復相匹配，不能很好滿足軟骨修復材料的要求。

具有定向形貌的膠原支架為各向異性的，尤其是在徑向上有更好的力學性能，相比于傳統的孔隙紊亂的膠原支架，在實際臨床中具有更好的可操作性。定向形貌的支架能夠更好適應體內軟骨輻射層、肌腱和神經等也具有各向異性性質的部位，有利于細胞的遷移、分化，促進組織再生，并且新生組織的生物學、力學性能能夠更好匹配原組織的性能。

現在報道的關于定向形貌膠原支架制備方法包括使用磁場、電場誘導冰晶定向生長、靜電紡絲等，這些方法耗能大、模具結構復雜、裝置成本高、操作規范十分嚴格，并且制得的支架定向效果仍不夠明顯，成功定向的區域很小，材料的力學性能不好。甚至有的制備方法還需要使用到危險的冷凍源如液氨等，增加了制備時的風險，因此，定向形貌膠原支架在組織工程中的應用仍然受到很大限制。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種定向形貌膠原支架的制備方法及專用裝置，能夠制備具有定向形貌的膠原支架，孔隙率小，力學性能好。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：

提供一種制備定向形貌膠原支架的裝置，包括：保溫盒、置物臺和模具；

所述置物臺置于保溫盒內的底部，所述置物臺內部中空且底部為開口，所述置物臺與保溫盒之間可任意相對移動，所述模具置于置物臺表面。

進一步地，所述制備定向形貌膠原支架的裝置還包括隔熱套，所述隔熱套將模具未與置物臺接觸的外表面全部包裹。