[發明專利]兼具開放大孔和全連通微通道的生物支架及其制備方法

在審

• 申請號: 202110767978.0
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113476664A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 羅永祥;張濤;林欣
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/22;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/54;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 武志峰

本發明公開了兼具開放大孔和全連通微通道的生物支架及其制備方法，該制備方法包括：將海藻酸鈉溶于水基溶液中，制備得到可打印的生物材料；利用3D打印的方式將所述可打印的生物材料打印為具有開放大孔的支架；采用濃度為0.05mol/L～2mol/L的交聯劑溶液，對所述支架浸泡1s～120s，以對所述支架進行部分交聯；將部分交聯的支架浸泡于水基溶液中，以清除支架中未交聯的生物材料，從而在支架中形成全連通的微通道結構；將具備開放大孔和微通道結構的支架再次浸泡于交聯劑溶液中，對支架進行完全交聯，得到最終的生物支架。本發明通過3D打印為生物支架打印出開放大孔，然后對生物支架進行部分交聯，以形成全連通的微通道結構，使生物支架同時具備開放大孔和全連通微通道。

技術領域

本發明涉及生物支架技術領域，特別涉及兼具開放大孔和全連通微通道的生物支架及其制備方法。

背景技術

兼具開放大孔和連通微通道的生物支架在組織工程和再生醫學領域有著重要的應用，特別是對組織工程血管化、心肌修復和創面愈合等方面。但是制備一種結構可控兼具開放大孔和全連通的微通道生物支架目前依然是一個挑戰。目前制備具有微通道的生物支架的方法主要是3D打印技術，且主要分為兩類，一類是打印犧牲材料來造微通道結構；另一類是利用同軸噴頭來直接打印微通道結構的生物支架。

在第一類方法中，通常是首先打印一種水溶性材料支架，然后在支架中灌入含有活細胞的水凝膠，待水凝膠交聯后，將原打印的支架去除，形成了微通道(空心管)的結構。該方法雖然可以制備出具有全連通(層層之間微通道完全互連)的微通道結構。但是不足之處是該支架不具有開放的大孔結構和可控的外形結構，且該微通道的管壁對溶液的屏障功能比較差。

另外一類方法是利用同軸噴頭直接3D打印出具有微通道(空心管)的支架。雖然同軸3D打印方法可以制備兼具微通道和開放大孔的孔隙率高的生物支架，但是該方法制備的微通道卻是非全連通的，即層與層之間的微通道不是直接相連的，這樣非全連通的微通道網絡在用循環灌流細胞培養系統進行細胞培養時，很難達到單進單出的快速在整個體系進行灌注的目的。

發明內容

本發明實施例提供了兼具開放大孔和全連通微通道的生物支架及其制備方法，旨在提供一種結構穩定、力學性能較好的兼具開放大孔和全連通微通道的生物支架，進而通過該生物支架提升體內的組織成血管能力。

本發明實施例提供了一種兼具開放大孔和全連通微通道的生物支架制備方法，包括：

將海藻酸鈉溶于水基溶液中，制備得到可打印的生物材料；

利用3D打印的方式將所述可打印的生物材料打印為具有開放大孔的支架；

采用濃度為0.05mol/L～2mol/L的交聯劑溶液，對所述支架浸泡1s～120s，以對所述支架進行部分交聯；

將部分交聯的支架浸泡于水基溶液中，以清除支架中未交聯的生物材料，從而在支架中形成全連通的微通道結構；

將具備開放大孔和微通道結構的支架再次浸泡于交聯劑溶液中，對支架進行完全交聯，得到最終的生物支架。

進一步的，所述將海藻酸鈉溶于水基溶液中，制備得到可打印的生物材料，包括：

按照重量比為20～100:80～0的比例稱取海藻酸鈉和配方材料并混合得到復合材料，然后按照復合材料與水基溶液重量比為6～35:94～65的比例將復合材料溶于水基溶液中，得到可打印的生物材料。

進一步的，所述配方材料為明膠、聚乙烯醇、甲基丙烯酸酐化明膠、膠原、透明質酸、聚乙二醇、絲素蛋白、羥甲基纖維素的一種或多種的組合；

所述水基溶液為去離子水、磷酸緩沖液、氯化鈉水溶液、細胞培養液中的一種或多種的組合。

進一步的，所述制備得到可打印的生物材料之后，包括：