一种双梯度仿生修复支架及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种双梯度仿生修复支架及其制备方法。本发明专利技术将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(3～4)：(6～7)，将混合物置于模具中，-200℃～-185℃冷冻1.5～2.5h，得到第一支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(4.5～5.5)：(5.5～4.5)，将混合物置于第一支架层上，-90℃～-70℃冷冻1.5～2.5h，得到第二支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(6～7)：(3～4)，将混合物置于第二支架层上，-30℃～-10℃冷冻1.5～2.5h，得到第三支架层；将胶原置于第三支架层上，-3℃～-4℃冷冻1.5～2.5h，得到第四支架层；将所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层冷冻干燥得到。

【技术实现步骤摘要】
一种双梯度仿生修复支架及其制备方法
本专利技术涉及组织工程材料
，尤其是涉及一种双梯度仿生修复支架及其制备方法。
技术介绍
疾病或创伤导致的骨软骨缺损往往涉及到光滑的关节软骨面和深层的骨组织。由于自身修复能力非常有限，手术干预一般不可避免。治疗方式取决于年龄、缺损面积和深度，以及在关节的分布。自体骨软骨移植目前被公认为临床治疗骨软骨缺损的金标准。但是这项技术面临诸多限制，如供体部位病变，缺乏适合的供体组织，以及供体组织难以与损伤部位周围健康组织正确地拟合。异体软骨移植曾广泛应用，但由于负重及磨损,最终使细胞暴露于循环抗体中而引起免疫排斥反应,导致细胞死亡及功能丧失。人工合成的无机材料也用于代替骨及软骨。组织工程化软骨为病损软骨组织治疗提供了一种新的途径，但目前常用的组织工程化软骨所面临的问题是移植物与宿主组织间缺乏稳固的锚定，采用手术固定移植物的方法，操作困难、耗时长、易损伤正常组织、影响关节面光滑，且创面出血不利于移植物贴覆缺损面，影响愈合及修复组织的增殖转化。采用化学粘合对植入材料及修复部位都会产生损伤作用，容易导致受损伤部位组织细胞死亡。采用生物粘合剂由于生物制品容易感染或传染各种疾病并受来源的限制，且其粘合强度也难以令人满意。现在有一些通过采用组织工程支架的方式来对软骨结构进行体内固定的研究，如在支架上层部分构建软骨组织,再植入体内,利用支架下层同骨组织的结合,解决软骨的体内固定的问题，这种支架往往单独采用高分子，或采用钙磷盐材料，由于软骨和骨对生长环境的不同特点，单一支架难以同时很好地满足软骨和成骨细胞的生长要求。采用复合支架的方式,如采用多孔生物陶瓷上吸附一层天然高分子，但吸附上的高分子结合强度不高,过度不连续,容易分层,影响细胞的生长迁移及固定效果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种仿生修复支架，本专利技术提供的仿生修复支架，可降解、生物相容性好、有利于细胞的生长的分化、从而有利于骨软骨损伤的修复，可以提高修复效果。本专利技术提供了一种仿生修复支架的制备方法，包括：将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(3～4)：(6～7)，将混合物置于模具中，-200℃～-185℃冷冻1.5～2.5h，得到第一支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(4.5～5.5)：(5.5～4.5)，将混合物置于第一支架层上，-90℃～-70℃冷冻1.5～2.5h，得到第二支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(6～7)：(3～4)，将混合物置于第二支架层上，-30℃～-10℃冷冻1.5～2.5h，得到第三支架层；将胶原置于第三支架层上，-3℃～-4℃冷冻1.5～2.5h，得到第四支架层；将所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层冷冻干燥，得到仿生修复支架。优选的，所述胶原的浓度为1～10mg/mL。优选的，所述胶原和羟基磷灰石混合为通过原位合成法制备。优选的，所述原位合成法包括：将胶原和含Ca2+离子的化合物混合后放置，与含H2PO4-离子的化合物混合，滴加含OH-离子的化合物，调节pH值，搅拌，分离得到胶原和羟基磷灰石复合物。优选的，所述含OH-离子的化合物的滴加速度为6～12d/min。优选的，所述pH值为6.5～7.5。本专利技术提供了一种仿生修复支架，包括：第一支架层，所述第一支架层包括重量比(3～4)：(6～7)的胶原和羟基磷灰石，所述第一支架层的孔径为1～29μm；复合于第一支架层上第二支架层，所述第二支架层包括重量比(4.5～5.5)：(5.5～4.5)的胶原和羟基磷灰石，所述第二支架层的孔径为30～79μm；复合于第二支架层上第三支架层，所述第三支架层包括重量比(6～7)：(3～4)胶原和羟基磷灰石，所述第三支架层的孔径为80～149μm；复合于第三支架层上第四支架层，所述第四支架层包括胶原，所述第四支架层的孔径为150～170μm。优选的，所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层的厚度比为(1～3)：(1～3)：(1～3)：(1～3)。。优选的，所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层的总厚度为4～12mm。本专利技术提供了由上述权利要求任意一项所述的制备方法制备得到的仿生修复支架或上述权利要求所述的仿生修复支架在骨软骨修复领域上的应用。与现有技术相比，本专利技术提供了一种仿生修复支架的制备方法，包括；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(3～4)：(6～7)，将混合物置于模具中，-200℃～-185℃冷冻1.5～2.5h，得到第一支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(4.5～5.5)：(5.5～4.5)，将混合物置于第一支架层上，-90℃～-70℃冷冻1.5～2.5h，得到第二支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(6～7)：(3～4)，将混合物置于第二支架层上，-30℃～-10℃冷冻1.5～2.5h，得到第三支架层；将胶原置于第三支架层上，-3℃～-4℃冷冻1.5～2.5h，得到第四支架层；将所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层冷冻干燥，得到仿生修复支架。然后将冷冻的多层支架在-50℃冷冻干燥，得到多层仿生修复支架。本专利技术采用特定的分层冷冻的方式，使得胶原和羟基磷灰石具有一定的比例梯度以及孔径大小，使得其更接近于人体生理学结构，并且其有利于细胞的生长的分化、从而有利于骨软骨损伤的修复，可以提高修复效果。本专利技术的胶原可生物降解，羟基磷灰石生物相容性良好，因此，本专利技术提供的仿生修复支架生物降解性和相容性良好。附图说明图1为软骨细胞在本专利技术实施例1制备的支架上层的生长的扫描电镜图；图2为软骨细胞在本专利技术实施例1制备的支架中层的生长的扫描电镜图；图3为成骨细胞在本专利技术实施例1制备的支架下层的生长的扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种仿生修复支架的制备方法，包括：将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(3～4)：(6～7)，将混合物置于模具中，-200℃～-185℃冷冻1.5～2.5h，得到第一支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(4.5～5.5)：(5.5～4.5)，将混合物置于第一支架层上，-90℃～-70℃冷冻1.5～2.5h，得到第二支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(6～7)：(3～4)，将混合物置于第二支架层上，-30℃～-10℃冷冻1.5～2.5h，得到第三支架层；将胶原置于第三支架层上，-3℃～-4℃冷冻1.5～2.5h，得到第四支架层；将所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层冷冻干燥，得到仿生修复支架。然后将冷冻的多层支架在-50℃冷冻干燥，得到多层仿生修复支架。本专利技术首先将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(3～4)：(6～7)，将混合物置于模具中，-200℃～-185℃冷冻1.5～2.5h，得到第一支架层。所述第一支架层的孔径优选为1～29μm；更优选为2～27μm；最优选为5～25μm。在本专利技术中，所述胶原选自I型胶原蛋白和II型胶原蛋白中的一种或两种，还可以包括有透明质酸、蛋白多糖、壳聚糖、海藻酸盐、PLA、PLGA中的一种或几种。所述羟基磷灰石又称羟磷灰石，是钙磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))的自然矿物化。但是经常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生修复支架的制备方法，包括：将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(3～4)：(6～7)，将混合物置于模具中，‑200℃～‑185℃冷冻1.5～2.5h，得到第一支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(4.5～5.5)：(5.5～4.5)，将混合物置于第一支架层上，‑90℃～‑70℃冷冻1.5～2.5h，得到第二支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(6～7)：(3～4)，将混合物置于第二支架层上，‑30℃～‑10℃冷冻1.5～2.5h，得到第三支架层；将胶原置于第三支架层上，‑3℃～‑4℃冷冻1.5～2.5h，得到第四支架层；将所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层冷冻干燥，得到仿生修复支架。

【技术特征摘要】
1.一种仿生修复支架的制备方法，包括：将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(3～4)：(6～7)，将混合物置于模具中，-200℃～-185℃冷冻1.5～2.5h，得到第一支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(4.5～5.5)：(5.5～4.5)，将混合物置于第一支架层上，-90℃～-70℃冷冻1.5～2.5h，得到第二支架层；将胶原和羟基磷灰石混合，所述混合重量比为(6～7)：(3～4)，将混合物置于第二支架层上，-30℃～-10℃冷冻1.5～2.5h，得到第三支架层；将胶原置于第三支架层上，-3℃～-4℃冷冻1.5～2.5h，得到第四支架层；将所述第一支架层、第二支架层、第三支架层和第四支架层在-45℃～-55℃下冷冻干燥，得到仿生修复支架。2.根据权利要求1所述的仿生修复支架的制备方法，其特征在于，所述胶原的浓度为1～10mg/mL。3.根据权利要求1所述的仿生修复支架的制备方法，其特征在于，所述胶原和羟基磷灰石混合为通过原位合成法制备。4.根据权利要求3所述的仿生修复支架的制备方法，其特征在于，所述原位合成法包括：将胶原和含Ca2+离子的化合物混合后放置，与含H2PO4-离子的化合物混合，滴加含OH-离子的化合物，调节pH值，搅拌，分离得到胶原和羟基磷灰石复合物。5.根据权利要求3所述的仿生修复支架的制备方法，其特征在于，所述含OH-离子的化合物的滴加速度为6～12d/min。6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：章培标，王宗良，陈利，陈学思，王宇，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22