[發明專利]一種用于髖關節軟骨修復的復合支架及其制備方法

有效

• 申請號: 202010147707.0
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111419479B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 趙德偉;于煒婷;程亮亮;袁廣銀;李軍雷;鄭國爽
• 申請（專利權）人: 趙德偉
• 主分類號: A61F2/32
• 分類號: A61F2/32
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周瑩;李馨

1.一種用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述支架由下而上依次為由生物陶瓷包裹的多孔鎂支架層和高分子水凝膠層，所述水凝膠層裝載有軟骨細胞；所述多孔鎂支架的孔隙及表面原位固化生物陶瓷顆粒形成包裹住多孔鎂支架層的生物陶瓷層；所述高分子水凝膠層與生物陶瓷層以生物膠粘連為一體。

2.根據權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述生物陶瓷包裹的多孔鎂支架中裝載有間充質干細胞。

3.根據權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述多孔鎂支架表面覆蓋有鈣磷涂層；鈣磷涂層為羥基磷灰石、磷酸八鈣或磷酸三鈣的磷酸鹽涂層；鈣磷涂層厚度在3-20μm。

4.根據權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述多孔鎂支架的形狀由患者髖關節CT重構的股骨頭形狀尺寸確定；所述多孔鎂支架的組成成分為純鎂或者鎂合金。

5.根據權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述生物陶瓷顆粒的材質為磷酸鈣基陶瓷或硫酸鈣陶瓷中的一種或多種混合物。

6.根據權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述水凝膠材料包括海藻酸鹽和膠原、透明質酸中的一種或兩種。

7.根據權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述多孔鎂支架層的孔隙率為50-80％，所述高分子水凝膠的孔隙率為60％-90％。

8.根據權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架，其特征在于，所述多孔鎂支架層的厚度為0.2mm-4mm，所述生物陶瓷層的厚度為0.1-2mm，所述水凝膠層的厚度0.2mm-4mm。

9.權利要求1所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)制備多孔鎂或多孔鎂合金，采用滲流鑄造法或3D打印法制備多孔結構的鎂支架；

所述滲流鑄造法為：將球形氯化鈉晶體顆粒進行燒結，得到開孔多孔氯化鈉預制結構；

將鎂合金熔液澆入放有氯化鈉預制體的模腔，進行壓力滲流鑄造；除去氯化鈉-鎂合金復合結構外表皮，水洗濾除氯化鈉，得到多孔鎂合金；

所述3D打印法工藝參數為：鋪粉厚度為30-50μm，激光功率為80-120W，曝光時間20-50μs，激光掃描點間距30-60μm，線間距30-60μm；

(2)在步驟(1)制備的多孔鎂支架上涂覆生物陶瓷漿料，生物陶瓷漿料由生物陶瓷粉配制而成；支架孔隙中接種106-108細胞數量的間充質干細胞；

(3)制備高分子水凝膠：以海藻酸鈉的終濃度10g/L-50g/L，膠原的終濃度0g/L-50g/L，透明質酸終濃度在0g/L-50g/L配制成水凝膠溶液，水凝膠溶液與軟骨細胞混合后細胞密度在10⁶-10⁸/mL，通過交聯劑交聯制備成水凝膠膜，所述細胞密度在10⁶-10⁸/mL；

(4)將步驟(3)制備的水凝膠膜以生物膠與步驟(2)支架粘合成一體，即制備成多層軟骨復合支架。

10.根據權利要求9所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架的制備方法，其特征在于，所述海藻酸鈉的交聯劑為二價陽離子，或者三價陽離子，其中，二價陽離子為Ca²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Sr²⁺、Zn²⁺或Ba²⁺；三價陽離子為Fe³⁺或Ga³⁺。

11.根據權利要求10所述的用于髖關節軟骨修復的復合支架的制備方法，其特征在于，對步驟(1)制備的多孔鎂或多孔鎂合金進行鈣磷涂層；所述鈣磷涂層的工藝為水熱反應方法，工藝參數為：反應溶液含有0.025M的KH₂PO₄和0.025M Ca(NO₃)₂，反應溫度為80℃，反應時間12小時。