本发明专利技术提供了一种组织工程纳米纤维骨软骨修复支架及其制备方法。所述的组织工程纳米纤维骨软骨修复支架，其特征在于，由多孔软骨层、多孔软骨下骨层以及设于多孔软骨层和多孔软骨下骨层之间的连接层组成，所述的多孔软骨层包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径在20～400μm；连接层包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径＜5μm；多孔软骨下骨层包括含5～70％(w/w)纳米羟基磷灰石的PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径为50～500μm。本发明专利技术制备的骨软骨修复支架微观上为仿生ECM的纳米纤维结构，能够促进骨软骨相关细胞在支架上的粘附、增殖及分化，也能促进营养物质在支架内的运输和代谢废物的排出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于骨软骨组织工程支架
，特别涉及。
技术介绍
关节软骨的损伤及病变是临床上常见的骨科疾病，且难以自我修复。而且关节处软骨的损伤常常伴随着软骨下骨层的联合损伤，因此修复软骨的同时还需修复软骨下骨。目前临床上常用的治疗方法为自体或异体骨软骨移植，取得了一定的治疗效果，但也存在不足，自体骨软骨来源有限，且会对患者造成二次伤害，而异体骨软骨存在免疫排斥以及疾病传染的风险。组织工程的发展为体外构建骨软骨修复支架提供了新的途径。 支架是组织工程中一个重要的组成部分，起着支撑细胞生长、引导组织再生等作用。理想的组织工程支架首先应该具备仿生天然细胞外基质(ECM)的纳米纤维结构，以促进细胞在支架上面的粘附、增殖和分化，以及促进营养物质在支架内的运输和代谢废物的排出。此外，支架还应具有合适的孔隙结构，适合细胞向支架内的生长，促进组织的再生。中国专利(CN 102872480A)公开了一种双相骨软骨组织工程支架，其软骨层和软骨下骨层均为多孔结构，但是微观上并不是仿生ECM的纳米纤维结构。而且由于两层结构均为连通的多孔结构，这使得软骨层和软骨下骨层的相关细胞很容易互相迁移长入，影响软骨层以及软骨下骨层功能的修复。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供。该方法基于仿生原理，制备的骨软骨修复支架充分模拟天然ECM的纳米纤维结构，促进相关细胞在支架上的粘附、增殖与分化；在多孔纳米纤维软骨层和多孔纳米纤维软骨下骨层之间形成了一道致密的纳米纤维连接层，不仅模拟了天然骨软骨结构的软骨钙化层，而且起到空间上隔离软骨层与软骨下骨层的作用，防止软骨层和软骨下骨层相关细胞的互相迁移，保证软骨层和软骨下骨层功能组织的再生。 为了达到上述目的，本专利技术提供了一种组织工程纳米纤维骨软骨修复支架，其特征在于，由多孔软骨层、多孔软骨下骨层以及设于多孔软骨层和多孔软骨下骨层之间的连接层组成，所述的多孔软骨层包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径在20?400 μ m ;连接层包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径< 5 μ m ;多孔软骨下骨层包括含5?70% (w/w)纳米羟基磷灰石的PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径为50?500 μ m。 本专利技术还提供了上述的组织工程纳米纤维骨软骨修复支架的制备方法，其特征在于，具体步骤包括: 第一步:在40?80°C条件下，将PLLA和与之不混溶的可降解聚合物材料溶解在溶剂I中，得到浓度为6?15g: 10mL的均一溶液，然后向其中加入质量分数为5?70%(w/w)(以纳米羟基磷灰石和聚合物的总质量为基准)的纳米羟基磷灰石，得到混合物溶液，搅拌超声分散，将所得的混合溶液铸入已预热到40?80°C模具中，在-20°c?-80°c相分离过夜，退去模具，得聚合物凝胶，然后浸入溶剂II中进行溶剂置换，冷冻干燥，即可得到多孔软骨下骨层； 第二步:在40?80°C条件下，将PLLA和与之不混溶的可降解聚合物材料溶解在溶剂I中，得到浓度为6?15g: 10mL的均一的聚合物溶液，铸入已预热到40?80°C模具中；然后将多孔软骨下骨层放入模具内，按压多孔软骨下骨层材料让其与所述的聚合物溶液紧密接触；接着在_20°C?_80°C相分离过夜，然后浸入溶剂II中进行溶剂置换，取出，冷冻干燥，在多孔软骨下骨层之下依次形成连接层和多孔软骨层，即可得到组织工程纳米纤维骨软骨修复支架。 优选地，所述的第一步和第二步中的与PLLA不混溶的可降解聚合物材料为聚ε -己内酯、聚羟基乙酸、聚-β -羟丁酸、聚羟基烷基酸酯、聚癸二酸丙三醇酯、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、胶原、明胶、丝素蛋白、纤维蛋白原、纤维素和壳聚糖中的一种或两种以上的组合物。 优选地，所述的第一步和第二步中的溶剂I为四氢呋喃、六氟异丙醇、三氟乙酸、1，4_ 二氧六环、N，N-甲基酰胺、氯仿和二氯甲烷中的一种或两种以上的组合物。 优选地，所述的第一步和第二步中的溶剂II为水、乙醇、甲醇、己烷、环己烷和丙酮中的一种或两种以上的组合物，温度为-20°C?0°C，溶剂置换总时间为2-3天，每天换3-5次溶剂II。 本专利技术充分利用热致相分离技术能够制备三维纳米纤维支架的优势，采用医学上可接受的PLLA作为主要基质，达到促进细胞在支架上的粘附、增殖及分化等，同时也促进营养物质在支架内的运输和代谢废物的排出；向体系中引入其它医学上可接受的与PLLA不混溶的可降解聚合物材料，来制备多孔纳米纤维支架，促进骨软骨相关细胞向支架内的生长，促进组织再生，同时引入的其他聚合物还能改善支架的理化性能，如降解性能、力学性能、生物活性等；该方法制备的骨软骨修复支架中，介于多孔软骨层和多孔软骨下骨层之间还形成了一道致密的连接层，仿生了天然骨软骨中软骨钙化层。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: (I)本专利技术制备的骨软骨修复支架微观上为仿生ECM的纳米纤维结构，能够促进骨软骨相关细胞在支架上的粘附、增殖及分化，也能促进营养物质在支架内的运输和代谢废物的排出，为细胞的生长提供一个理想的微环境； (2)本专利技术制备的骨软骨修复支架的软骨层和软骨下骨层均为多孔结构，适合细胞向支架内的生长，促进骨软骨组织的再生，同时多孔软骨下骨层羟基磷灰石的添加可以诱导促使软骨下骨层的再生； (3)本专利技术制备的骨软骨修复支架的软骨层和软骨下骨层之间还有一层致密的连接层，仿生天然骨软骨中的软骨钙化层，空间上隔离多孔软骨层和多孔软骨下骨层，防止软骨层和软骨下骨层相关细胞的互相迁移，保证软骨层和软骨下骨层功能组织的再生； (4)本专利技术可以通过向体系中引进其它与PLLA不混溶的可降解聚合物材料来改善支架的整体理化性能； (5)本专利技术操作简单，软骨层与软骨下骨层的高度可随要求和模具而调整，不需复杂设备,可大批量生产,制备成本低廉； 【附图说明】 图1是制备的组织工程纳米纤维骨软骨修复支架整体的SEM图片； 图2是组织工程纳米纤维骨软骨修复支架多孔软骨层的SEM图片； 图3是组织工程纳米纤维骨软骨修复支架致密连接层的SEM图片； 图4是组织工程纳米纤维骨软骨修复支架多孔软骨下骨层的SEM图片。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 实施例1 如图1所示，本专利技术的组织工程纳米纤维骨软骨修复支架，由多孔软骨层1、多孔软骨下骨层3以及设于多孔软骨层I和多孔软骨下骨层3之间的连接层2组成，所述的多孔软骨层I包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径在20?60 μ m,厚度为Imm;连接层2包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径< 5 μ m，厚度为0.4mm ;多孔软骨下骨层3包括含20%纳米羟基磷灰石的PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径为60?本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种组织工程纳米纤维骨软骨修复支架，其特征在于，由多孔软骨层(1)、多孔软骨下骨层(3)以及设于多孔软骨层(1)和多孔软骨下骨层(3)之间的连接层(2)组成，所述的多孔软骨层(1)包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径在20～400μm；连接层(2)包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径＜5μm；多孔软骨下骨层(3)包括含5～70％(w/w)纳米羟基磷灰石的PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径为50～500μm。
【技术特征摘要】
1.一种组织工程纳米纤维骨软骨修复支架，其特征在于，由多孔软骨层(I)、多孔软骨下骨层⑶以及设于多孔软骨层⑴和多孔软骨下骨层⑶之间的连接层⑵组成，所述的多孔软骨层(I)包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径在20?400 μ m ;连接层(2)包括PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径< 5 μ m ;多孔软骨下骨层(3)包括含5?70% (w/w)纳米羟基磷灰石的PLLA基复合可降解聚合物材料，为多孔纳米纤维结构，孔径为50?500 μ m。2.权利要求1所述的组织工程纳米纤维骨软骨修复支架的制备方法，其特征在于，具体步骤包括: 第一步:在40?80°C条件下，将PLLA和与之不混溶的可降解聚合物材料溶解在溶剂I中，得到浓度为6?15g:1OOmL的均一溶液，然后向其中加入质量分数为5?70% (w/w)的纳米羟基磷灰石，得到混合物溶液，搅拌超声分散，将所得的混合溶液铸入已预热到40?80°C模具中，在-20°C?-80°C相分离过夜，退去模具，得聚合物凝胶，然后浸入溶剂II中进行溶剂置换，冷冻干燥，即可得到多孔软骨下骨层(3)； 第二步:在40?80°C条件下，将PLLA和与之不混溶的可降解聚合物材料溶解在溶剂I中，得到浓度为6%?15g =10mL的均一的聚合物溶液，铸入...
【专利技术属性】
技术研发人员：何创龙，王伟忠，仇可新，周小军，贾亚听，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。