[發明專利]一種疇區可控的骨軟骨修復復合支架及其制備方法

有效

• 申請號: 202011382025.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112516388B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 何靜;張倪惠;吳方
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/18;A61L27/44;A61L27/22;A61L27/52;A61L27/54
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種多疇區可控的骨軟骨修復的復合支架及其制備方法，該復合支架的骨疇區采用光交聯聚乙二醇改性聚合物凝膠；軟骨疇區為兩親性氨基酸衍生物小分子凝膠；過渡疇區是雜化凝膠。制備時，向模具中緩慢加入兩親性氨基酸衍生物小分子，待其成膠后，沿壁緩慢加入含有光引發劑的聚乙二醇改性聚合物的溶液，靜置后經過紫外光照射制備而成。本發明制備的具有梯度變化的結構、成分和機械強度的復合支架，利用共價?非共價交聯作用形成一體化結構，具有光滑的過渡層，可以解決復雜骨軟骨多區域缺損，實現骨軟骨一體化修復，防止分層的發生。

技術領域

本發明涉及醫學材料技術領域，具體涉及一種疇區可控的骨軟骨修復復合支架及其制備方法。

背景技術

骨軟骨缺損通常是由于骨關節炎、創傷、骨腫瘤、組織切除、代謝性疾病所引起的。這些疾病造成的組織損傷包括兩種不同的組織類型：無血管、無神經、無法自行修復的關節軟骨和起力學支撐作用的下骨組織。目前應用于臨床修復骨軟骨損傷的治療方案包括微骨折，鉆孔術以及人工關節置換術。這些治療技術對軟骨再生效果不明顯，可能形成纖維軟骨，并且新生成的組織與原本骨組織缺乏整合作用而導致修復失敗。組織工程對重建修復骨軟骨組織提供了新的策略方法，骨軟骨多疇區一體化修復得到廣泛研究。骨軟骨過渡層結構將骨軟骨復合組織分成空間結構和力學性能完全不同的兩部分結構：骨組織區域要求血液供給大量氧和營養元素，具有致密且大孔隙的結構，同時需要有強的機械模量承擔力學支撐；而軟骨組織生長環境需要較高含水量，并且在應力傳導過程中起襯墊的作用，需要可以吸收應力的可逆的交聯結構；所以，中間過渡區域骨軟骨組織需要起到橋接的特殊連接結構，有效過渡軟骨組織到骨組織的結構變化、力學變化，同時保證營養代謝交換和力學信號傳遞。因此，骨、軟骨和骨軟骨過渡區是骨軟骨缺損修復中必須同時考慮的因素。目前出現了兩種主要的研究方案。一種是分別制備軟骨、骨修復及過渡層支架，在體外與相應的軟骨細胞和成骨細胞共培養后，通過簡單的縫合、粘附或疊加的方式將各部分組裝成多層支架，再植入缺損部分。結果顯示骨層和軟骨層之間存在一個明顯的分界面，細胞無法穿透分界面形成鈣化軟骨層，導致骨與軟骨界面不穩定，并且可能導致骨組織長入缺損區域的軟骨區或遠期出現分層現象。另外一種方法是制備一體化骨軟骨多層支架，如采用3D打印技術一步法合成雙網絡高分子水凝膠，測試結果表明其與軟骨和骨部分結合良好，無界面分層。但這種一體化支架雖然極大的增強了軟骨與骨組織的聯系，可以有效的克服界面分層的問題。但是一體化制備方法往往存在工藝復雜，且難以實現同一支架不同區域獨立可控化調控的問題，難以滿足誘導軟骨和骨同時再生的要求。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種疇區可控的骨軟骨修復復合支架及其制備方法，以解決現有技術存在的一體化制備方法制得的骨軟骨下骨修復支架難以實現不同區域同時修復，大范圍力學、空間結構及化學組成獨立、精準、可控化的問題，以及修復過程中出現分層的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：提供一種疇區可控的骨軟骨修復復合支架，包括：骨疇區凝膠，中間過渡疇區凝膠，軟骨疇區凝膠；

其中，骨疇區凝膠為單一組分的紫外光交聯聚乙二醇改性聚合物凝膠；

軟骨疇區凝膠為單一組分的自組裝兩親性氨基酸衍生物小分子凝膠；

中間過渡疇區是小分子-高分子復合凝膠即雜化凝膠，是兩親性氨基酸衍生物小分子凝膠溶液和聚乙二醇改性聚合物凝膠溶液混合后的光交聯產物。