[發(fā)明專利]一種PCL/Col/MC梯度三層人工骨膜及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111163886.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN113786516B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜昶;吳晶晶;余雪貴;姚孟宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/40
• 分類號(hào): A61L27/40;A61L27/18;A61L27/24;A61L27/46;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/58;D01D5/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林奕聰

本發(fā)明公開了一種PCL/Col/MC梯度三層人工骨膜及其制備方法與應(yīng)用。屬于骨科植入材料領(lǐng)域，包括靜電紡絲溶液的制備和骨膜材料的制備。本發(fā)明所有采用原料均是已批準(zhǔn)在用的醫(yī)用植入性材料，通過靜電紡絲的方法制備了PCL、Col和MC成分逐層梯度變化的三層復(fù)合纖維膜，分別使用PCL、PCL/Col、PCL/Col/MC溶液進(jìn)行3層連續(xù)紡絲，且兩種溶液交替時(shí)同時(shí)紡絲二者10％的溶液量。具有與天然骨膜相似的拉伸強(qiáng)度，各層具有各自功能，所制備人工骨膜的外層成分為純PCL纖維層，具有良好的軟組織屏蔽功能，中間層為PCL/膠原纖維，為人工骨膜整體提供力學(xué)支持，內(nèi)層為PCL/Col/MC復(fù)合纖維，具有良好的骨誘導(dǎo)活性和骨引導(dǎo)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PCL/Col/MC梯度三層人工骨膜及其制備方法，采用靜電紡絲法制備的骨膜材料。本方法屬于生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域，所制備的材料可廣泛應(yīng)用于骨膜和骨組織的修復(fù)。

背景技術(shù)

骨缺損是骨科臨床的常見疾病，可由創(chuàng)傷、感染及腫瘤等多種因素引起，大段骨缺損是骨科治療臨床中的挑戰(zhàn)之一。當(dāng)前，骨移植是臨床最常使用的治療方法，即通過植入支架填充骨缺損，來誘導(dǎo)骨再生。然而，這些方法在沒有骨膜幫助的情況下有一定的局限性，骨膜在自體移植物植入的初始愈合過程中對(duì)骨形成貢獻(xiàn)了約70％[2-4]。骨膜的再生能力已被用于治愈臨界尺寸的骨骼[6-8]。因此，保留骨膜或植入人工骨膜可以改善成骨和骨傳導(dǎo)性[7]。

目前，還沒有成熟的“人工骨膜”產(chǎn)品在臨床中應(yīng)用，現(xiàn)有研究中的人工骨膜有：①經(jīng)電噴技術(shù)制備的負(fù)載BMP、VEGF等生物活性因子的可降解高分子多孔膜(王身國(guó)，王宏鶴，劉浩，任紅文.生物可吸收人工骨膜及其制備方法.2008-02-27.)；②使用納米鈣磷鹽與膠原纖維經(jīng)壓制、冷凍干燥等過程制備的礦化膠原人工骨膜(陶春生，仇志燁，宋天喜，張自強(qiáng)，崔福齋.一種礦化膠原人工骨膜及其制備方法.2014-10-15.)等，尚未見具有緩釋SDF-1α和CGRP功能的人工骨膜的研究及相關(guān)產(chǎn)品。因此，有必要開發(fā)一種能夠緩釋SDF-1α和CGRP因子的人工骨膜，以改善大段骨缺損修復(fù)臨床治療的難題。

靜電紡絲技術(shù)可以生產(chǎn)出直徑為納米級(jí)聚合物纖維，所制備纖維形貌可控、柔性好，具有高比表面積和孔隙率，且纖維形貌類似細(xì)胞外基質(zhì)，因此在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注J.Xue,J.Xie,W.Liu,Y.Xia,ElectrospunNanofibers:NewConcepts,Materials,andApplications,AccChem Res,50(2017)1976-1987。

通過仿生礦化過程制備的礦化膠原(mineralized collagen,MC)，模擬了天然骨組織的組成和分級(jí)自組裝結(jié)構(gòu)，眾多研究顯示MC在刺激干細(xì)胞的成骨分化、骨重建和脊柱融合方面有良好的效果[22-25]。一型膠原是骨基質(zhì)中的主要有機(jī)成分，在骨形成和重塑過程中起著重要作用。骨膜主要由膠原纖維組成，它賦予骨膜韌性和內(nèi)部細(xì)胞有利的微環(huán)境[26]。因此，在骨膜中整合入MC和Col將提高PCL纖維膜的生物相容性和骨整合能力。

除了生物材料的選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于理想的人造骨膜也至關(guān)重要。本專利受骨膜層狀結(jié)構(gòu)和每層具有特定功能的啟發(fā)[28]，通過靜電紡絲構(gòu)建了PCL、Col和MC在各層呈現(xiàn)梯度變化的膜。由于成纖維細(xì)胞或上皮細(xì)胞具有更快的增殖速度，將致密且疏水的PCL層作為外層，以阻止周圍結(jié)締組織長(zhǎng)入缺損區(qū)域，PCL/Col作為中間層，為人工骨膜整體提供力學(xué)支持，PCL/Col/MC作為內(nèi)層，具有良好的骨誘導(dǎo)活性和生物相容性，可以為所募集細(xì)胞提供有利的微環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有人工骨膜的不足，發(fā)明一種PCL/Col/MC梯度三層人工骨膜及其制備方法，以改善大段骨缺損修復(fù)的臨床治療。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種PCL/Col/MC梯度三層人工骨膜的制備方法，包括如下方法：