[發明專利]一種三層結構3D打印骨軟骨支架制備方法

在審

• 申請號: 202211209441.3
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115414529A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 周忠嬌;周旋;何美玲;謝海瓊
• 申請（專利權）人: 重慶生物智能制造研究院
• 主分類號: A61L27/22
• 分類號: A61L27/22;A61L27/12;A61L27/56;B33Y70/00;C08H1/00
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明涉及生物醫學組織工程技術領域，具體涉及一種三層結構3D打印骨軟骨支架制備方法，針對天然骨軟骨的多層結構進行了簡化設計，構造了三層結構模擬原位骨軟骨結構，同時使用不同的組成成分組成結構層，實現機械強度遞增的特點，通過仿生結構有利于植入后與天然骨軟骨組織的生長融合，進一步地，在整個支架中采用3D打印多孔結構，有利于環境中營養成分的進入，同時有利于體細胞向支架上遷移，提高仿生支架的植入效果，解決了現有的骨軟骨修復技術植入效果和臨床應用不佳的技術問題。

技術領域

本發明涉及生物醫學組織工程技術領域，具體涉及一種三層結構3D打印骨軟骨支架制備方法。

背景技術

骨軟骨(osteochondral tissue)是軟骨(chondro)及其下方的接壤的一層骨頭(osteo)結構，屬于和軟骨交界的組織。損傷后極易引發慢性疼痛、炎癥、關節僵硬、畸形、骨刺甚至殘障。不同于其他類型的組織(骨骼，皮膚，肌肉等)，軟骨損傷一般很難自我修復。因為軟骨部分沒有血管穿插，故不能通過血管網來輸送營養物質。其主要通過關節液內的營養滲透到軟骨當中，從而能夠促進關節軟骨的生長發育。軟骨損傷之后，大部分情況下都會有不同程度的創傷性軟骨炎的發生。

現有的用于骨軟骨修復的技術或產品，有如下幾類：

1.硬支架：基于含鈣鹽(如磷酸三鈣、羥基磷灰石等)或者高分子聚合物(如聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、聚己內酯(PCL)等)所制造的修復支架。

2.膜類的補片：基于生物膜類(如天然去細胞基質膜、膠原蛋白、透明質酸、海藻酸鈉等)所制造的補片。

3.膜+硬支架：結合以上兩種技術所制備的含有膜和硬材料支架。

4.可注射填充材料：基于天然生物基(如天然去細胞基質膜、膠原蛋白、透明質酸、海藻酸鈉等)材料所制備的可注射水凝膠材料。

但現有的骨軟骨修復技術的組織工程方法都存在以下的不足：

1.單層結構簡單。未能模擬出骨軟骨組織的多層復雜結構。

2.組成成分單一。而原位骨軟骨組織每層的組成有一定的差別。

3.無微孔結構，導致外部營養物質無法進入到仿生組織內部。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三層結構3D打印骨軟骨支架制備方法，通過構造三層結構模擬原位骨軟骨結構，并在每層結構的成分上進行仿生模擬以利于植入后與天然骨軟骨組織的生長融合，解決現有的骨軟骨修復技術植入效果和臨床應用不佳的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種三層結構3D打印骨軟骨支架制備方法，包括下列步驟：

制備甲基丙烯酸酯明膠；

制備甲基丙烯酸酯絲蛋白；

制備納米羥基磷灰石；

分別制備生物墨水A、生物墨水B和生物墨水C；

使用所述生物墨水A、所述生物墨水B和所述生物墨水C依次分三層進行支架打印。

優選的，制備甲基丙烯酸酯明膠的過程，包括下列步驟：

10克明膠粉末中加入100克蒸餾水，磁力攪拌加熱溶解至澄清透明；

加入4毫升甲基丙烯酸酐繼續磁力攪拌并在40度反應3小時；

再裝入8～14千道爾頓截留分子量的透析袋中，并在50度的蒸餾水中透析，至反應物無異味無色透明為止；

收集透析袋中溶液冷凍干燥，獲得甲基丙烯酸酯明膠。

優選的，制備甲基丙烯酸酯絲蛋白的過程，包括下列步驟：