[發明專利]組織工程半月板支架及其制備方法

在審

• 申請號: 202010075080.2
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111228574A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 郭全義;周建;劉舒云;眭翔;黃靖香;盧世璧;郝立波;田壯;彭禮慶;羅旭江;楊振;劉慧;牛國曉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總醫院;上普（北京）生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/58
• 分類號: A61L27/58;A61L27/52;B29C64/118;B29C64/209;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02;B33Y80/00;A61L27/20;A61L27/22;A61L27/24;A61L27/36;A61L2
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 段月欣

1.一種組織工程半月板支架的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

構建待修復半月板初始形狀的三維數據模型；

提供生物墨水，所述生物墨水包含水凝膠材料、基質材料、固化劑和種子細胞，所述水凝膠材料包括甲基丙烯酰胺基明膠GelMA、透明質酸HA和藻酸鹽中的一種或多種，所述基質材料包括脫細胞半月板細胞外基質dMECM、脫細胞軟骨細胞外基質、脫細胞臍帶華通膠細胞外基質、I型膠原、II型膠原、細菌纖維素、蠶絲蛋白和糖胺多糖中的一種或多種；

提供可降解高分子材料；

以所述生物墨水作為水凝膠纖維的原料、以所述可降解高分子材料作為可降解高分子材料纖維的原料，依據所述三維數據模型打印支架；

其中，所述支架呈C形、且與待修復半月板的初始形狀一致，所述支架包括在自身高度方向依次層疊設置的多個支架層，每個所述支架層包括間隔設置的多根所述可降解高分子材料纖維和位于多根所述可降解高分子材料纖維之間的間隙中的所述水凝膠纖維，且相鄰兩個所述支架層的所述可降解高分子材料纖維之間相交。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述種子細胞包括纖維軟骨細胞、透明軟骨細胞、彈性軟骨細胞和間充質干細胞中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

所述水凝膠材料包括GelMA；

所述基質材料包括dMECM；

所述固化劑包括光引發劑，所述光引發劑優選包括苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基磷酸鋰鹽LAP；

所述種子細胞包括半月板纖維軟骨細胞MFCs。

4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述生物墨水中，

所述水凝膠材料的濃度為10g/100mL～12g/100mL；

所述基質材料的濃度為0.5g/100mL～1g/100mL；

所述固化劑的濃度為0.2g/100mL～0.25g/100mL；

所述種子細胞的濃度為0.75×10⁶個/mL～1×10⁶個/mL。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述可降解高分子材料包括聚己內酯、聚氨酯、聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乳酸-聚己內酯共聚物、聚氨基酸及聚乙醇酸中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述可降解高分子材料包括數均分子量為4.5×10⁴～5×10⁴的聚己內酯。

7.根據權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，以所述生物墨水作為水凝膠纖維的原料、以所述可降解高分子材料作為可降解高分子材料纖維的原料，依據所述三維數據模型打印支架，包括：

設置打印平臺的溫度為35℃～37℃；

采用具有第一噴頭和第二噴頭的生物打印機在所述打印平臺上逐層打印所述支架，包括：

使所述第一噴頭以3mm/s～5mm/s的速度沿根據所述三維數據模型規劃的打印路徑移動，同時在第一擠出溫度下擠出所述可降解高分子材料，以打印所述可降解高分子材料纖維，其中所述可降解高分子材料在所述第一擠出溫度下呈熔融狀態；

使所述第二噴頭以3mm/s～5mm/s的速度沿根據所述三維數據模型規劃的打印路徑移動，同時在第二擠出溫度下擠出所述生物墨水于所述可降解高分子材料纖維之間的間隙中，以打印所述水凝膠纖維，其中所述生物墨水在所述第二擠出溫度下呈凝膠狀態；

每一層在打印完成后進行預交聯；

打印完成所有層后，得到初始支架，所述初始支架經交聯，得到所述支架。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，

所述第一擠出溫度為80℃～90℃，優選為80℃～85℃；和/或，

所述第二擠出溫度為18℃～30℃，優選為19℃～20℃。