[發(fā)明專利]一種剛度可調(diào)的多孔液態(tài)金屬骨組織工程支架及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110198032.7 | 申請日： | 2021-02-22 |
| 公開（公告）號： | CN112957522B | 公開（公告）日： | 2022-10-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 呂永鋼;李松 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶大學 |
| 主分類號： | A61L27/04 | 分類號： | A61L27/04;A61L27/02;A61L27/50;A61L27/56 |
| 代理公司： | 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209 | 代理人： | 周韶紅 |
| 地址： | 400044 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 剛度 可調(diào) 多孔 液態(tài) 金屬 組織 工程 支架 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種剛度可調(diào)的多孔液態(tài)金屬骨組織工程支架材料及其制備方法。通過將鎵銦錫合金與磁性二氧化硅顆粒和致孔劑均勻混合成型，再用雙蒸水除去致孔劑得到多孔液態(tài)金屬骨組織工程支架。該發(fā)明可以通過改變外部磁場大小調(diào)控支架內(nèi)部磁性顆粒排布進而改變支架剛度，支架材料具有良好的生物相容性，可實現(xiàn)支架剛度的動態(tài)變化，滿足骨缺損修復過程中的力學要求。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種骨組織工程支架材料及其制備方法，特別涉及一種剛度可調(diào)的多孔液態(tài)金屬骨組織工程支架及其制備方法。
背景技術(shù)
力學因素在骨組織重建中有重要的作用，影響細胞增殖、遷移、分化，細胞外基質(zhì)合成，細胞因子分泌等生物學過程(Engler AJ,Sen S,Sweeney H L,Discher D E.Matrixelasticity directs stem cell lineage specification.Cell.2006；126(4):677-689)，選擇適宜的基質(zhì)剛度可以有利于促進干細胞介導的骨組織再生。在骨組織工程應(yīng)用中，學者已經(jīng)設(shè)計了多種天然或合成材料模擬天然骨形成過程中的力學性能以促進干細胞的成骨分化。天然材料包括膠原、絲素蛋白等，合成材料包括合成聚合物、生物陶瓷和金屬等。例如Hsieh等(Hsieh W T,Liu Y S,Lee Y H,Rimando M G,Lin K H,Lee O K.Matrixdimensionality and stiffness cooperatively regulate osteogenesis ofmesenchymal stromal cells.Acta Biomater,2016,32:210-222)用聚丙烯酰胺制備了骨組織工程支架。這些材料的基質(zhì)剛度往往是靜態(tài)的，然而，在體內(nèi)骨修復過程中，骨缺損修復是一個復雜而漫長的過程。隨著新生骨組織的形成和重塑，缺損部位的剛度也隨局部力學強度的逐漸恢復而不斷變化(Metz C,Duda G N,Checa S.Towards multi-dynamicmechano-biological optimization of 3D-printed scaffolds to foster boneregeneration.Acta Biomater.2020；101:117-127)。因此，在骨修復過程中全程使用任何一種恒定不變的剛度，對于骨再生和功能重建不是一種理想的生物力學條件。設(shè)計一種具有可變力學性能的基質(zhì)材料可模擬骨修復過程中的基質(zhì)剛度變化，對促進干細胞的成骨分化及骨缺損修復十分重要。
目前主要利用水凝膠材料實現(xiàn)動態(tài)剛度變化的骨組織工程支架，可通過溫度控制(Zhang J,Yang H,Abali B E,Li M,Xia Y,Haag R.Dynamic mechanics-modulatedhydrogels to regulate the differentiation of stem-cell spheroids in softmicroniches and modeling of the nonlinear behavior.Small.2019；15(30):e1901920.)、光控制(Stowers R S,Allen S C,Suggs L J.Dynamic phototuning of 3Dhydrogel stiffness.Proc Natl Acad Sci U S A.2015；112(7):1953-1958.)、磁控制(Corbin E A,Vite A,Peyster E G,et al.Tunable and reversible substratestiffness reveals a dynamic mechanosensitivity of cardiomyocytes.ACS ApplMater Interfaces.2019；11(23):20603-20614.)等不同的手段實現(xiàn)剛度的變化。然而，受水凝膠本身剛度低的限制，支架剛度變化范圍較小，且降解速度較快，難以很好地模擬骨再生過程中的剛度變化。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)缺點，本發(fā)明的目的是提供一種剛度可調(diào)的多孔液態(tài)金屬骨組織工程支架，本發(fā)明的目的是通過以下措施實現(xiàn)的：
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