软骨修复用支架及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种软骨修复用支架及其制备方法，支架包括：润滑层，采用不可降解材料制成，所述润滑层具有润滑作用；表面层，包括具有多孔结构的多孔层，所述表面层采用具有生物相容性的可降解材料制成；或者，所述表面层采用具有生物稳定性的不可降解材料制成；结合层，连接在所述润滑层和多孔层之间，以使所述润滑层通过所述结合层与所述多孔层形成紧固结构。上述支架的表面层具有修复软骨的功能，润滑层对软骨具有长期润滑的功能。

【技术实现步骤摘要】
软骨修复用支架及其制备方法
本专利技术涉及生物医用器材领域，具体涉及一种软骨修复用支架及其制备方法。
技术介绍
关节软骨病变是一种常见的临床疾病，其主要病因包括由创伤、炎症、关节活动压力造成的软骨退化和病变，一旦发生病变，损伤就不断累积最终引发关节疾病。严重时可导致骨关节炎，又称退化性关节炎，是一种关节软骨或关节下骨头损伤的关节炎。其主要发生在中、老年族群，也常见于体重过重、长短腿、因工作而使关节长期承受高度压力的族群；近年来，随着运动风气盛行，骨关节炎逐渐年轻化。其常见症状是关节疼痛或僵硬，严重时会导致四肢无力或麻木，非常影响日常生活和工作，已经成为世界性重要研发课题之一。软骨具有多孔结构，且软骨内部缺少血管、神经及未分化细胞，因而自身修复能力有限，在磨损后基本不能自我修复。目前，解决关节软骨病变的传统的临床手术方法主要有骨髓刺激法、软骨镶嵌和人工关节置换术等。然而，这些手术方法普遍存在术后易复发、病情反复等问题。近年来，软骨细胞移植、微骨折技术、人工软骨和组织工程化软骨修复技术得到了快速的发展，其对治疗关节软骨病变具有更好的效果，使用上述技术的过程中需要使用支架，现有的支架不具有同时修复软骨损伤和重建软骨润滑功能的作用。例如，中国专利文献CN108159496A公开了一种双因子程序释放的仿生取向软骨支架，包括由胶原、壳聚糖、透明质酸、负载KGN的PLGA微球制成的表面层、以及由胶原、壳聚糖、负载TGF-β1的PLL-HS纳米粒制成的移行层，再以丝素蛋白为粘合剂将两者粘合，制得具有上下双层结构的仿生取向软骨支架。该支架的主要作用在于修复骨关节炎软骨缺损，虽然其中的透明质酸具有润滑作用，但是透明质酸为可降解材料，在使用后会逐渐降解，损失其润滑功能，不具有长期维持软骨润滑功能的作用。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的软骨修复用支架不具有同时修复软骨损伤和重建软骨润滑功能的作用，并使其润滑作用能长期维持的缺陷，从而提供一种软骨修复用支架及其制备方法。为解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供一种软骨修复用支架，包括：润滑层，采用不可降解材料制成，所述润滑层具有润滑作用；表面层，包括具有多孔结构的多孔层，所述表面层采用具有生物相容性的可降解材料制成；或者，所述表面层采用具有生物稳定性的不可降解材料制成；结合层，连接在所述润滑层和多孔层之间，以使所述润滑层通过所述结合层与所述多孔层形成紧固结构。可选地，所述表面层还包括阻隔层，所述多孔层包括第一多孔层，所述阻隔层连接在所述第一多孔层和结合层之间，用于隔离所述第一多孔层和结合层。可选地，所述多孔层还包括第二多孔层，所述第二多孔层连接在所述阻隔层与所述结合层之间。可选地，所述表面层的厚度、结合层的厚度以及润滑层的厚度与所述支架的总厚度的比例分别为：60％-80％、0.1％-10％以及1％-35％。可选地，制备所述润滑层的不可降解材料的摩擦系数为0.05-1。可选地，制备所述润滑层的不可降解材料的摩擦系数为0.05-0.3。可选地，所述润滑层采用如下材料制成：高分子油凝胶或含有润滑液的多孔材料的一种或几种。可选地，所述含有润滑液的多孔材料的孔径为0.1-1μm，且孔隙率为25％-95％，所述多孔材料中含有润滑液的质量分数为20％-80％。可选地，所述润滑液的粘度为5-10000cst。可选地，所述表面层采用可3D打印的生物医用高分子材料制成。可选地，所述多孔层的孔隙直径为10-500μm。可选地，采用可降解材料制成的所述多孔层的孔隙率为20％-90％，采用不可降解材料制成的所述多孔层的孔隙率不低于90％。可选地，所述多孔结构为尺寸均匀的规则通孔；或者，所述多孔结构为海绵结构。可选地，所述结合层采用如下材料制成：高分子油凝胶、含有润滑液的多孔材料、可3D打印的生物医用高分子材料或生物胶黏剂中的一种或几种。可选地，所述高分子油凝胶为聚二甲基硅氧烷油凝胶；所述含有润滑液的多孔材料为含有全氟润滑油的聚四氟乙烯多孔膜；所述可3D打印的生物医用高分子材料为：聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇或热塑性聚氨酯中的一种或几种；所述生物胶黏剂为α-氰基丙烯酸正丁酯。可选地，所述支架的杨氏模量为1-100Mpa，抗压强度不低于1Mpa。另一方面，本专利技术提供一种软骨修复用支架的制备方法，包括如下步骤：将具有生物相容性的可降解材料通过3D打印成型成多孔层；或者，将具有生物稳定性的不可降解材料通过3D打印成型成多孔层；将具有润滑作用的不可降解材料制成润滑层；将结合层设置在多孔层和润滑层之间成型为支架。再一方面，本专利技术提供一种软骨修复用支架的制备方法，包括如下步骤：将具有生物相容性的可降解材料通过3D打印成型成多孔层和阻隔层；或者，将具有生物稳定性的不可降解材料通过3D打印成型成多孔层和阻隔层；将具有润滑作用的不可降解材料制成润滑层基材；将结合层设置在阻隔层和润滑层基材之间成型为支架初样，再对所述润滑层基材进行润滑性处理后成型为支架。可选地，对所述润滑层基材进行润滑性处理的方法包括：溶胀润滑液：将所述润滑层基材放置在润滑液内，将润滑层基材溶胀至溶胀平衡；或者，灌注润滑液：将润滑液灌注至所述润滑层基材内，静置，真空脱泡，固化成型。可选地，所述3D打印成型的方法包括：熔融沉积法、选择性激光烧结法或激光光固化法中的一种或几种。可选地，所述结合层的制备方法包括：将所述表面层与所述润滑层或润滑层基材通过物理嵌合形成结合层；或者，所述表面层与所述润滑层或润滑层基材通过生物胶黏剂粘接固化成型为结合层。可选地，还包括对制备所述润滑层、结合层和表面层的材料分别进行表面预处理。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的支架，包括润滑层、表面层和结合层，表面层包括具有多孔结构的多孔层，结合层连接在润滑层和多孔层之间，使得表面层通过结合层可与润滑层形成紧固结构；将支架植入关节处后，表面层具有多孔结构的多孔层可临时替代自然软骨，为骨细胞、血管、神经和软骨细胞提供生长空间，以及提供氧气、营养物和代谢物的传输通道，同时能为关节处的新生组织提供支撑作用，与植入部位(关节处)的自然软骨的机械性能匹配，使新生组织能良好的生长；对于细胞增殖能力良好的患者，表面层采用生物相容性的可降解材料制成，随着细胞的增殖，可降解材料会缓慢降解，最终被软骨细胞完全替换；对于细胞增值能力有限的患者，表面层采用具有生物稳定性的不可降解材料制成，表面层的生物稳定性好，即表面层在关节处的耐生物老化性能好，为细胞提供足够的增殖时间，使软骨逐渐修复。润滑层采用对软骨具有润滑作用的不可降解材料制成，进而使得润滑层能长时间维持关节处的润滑性，即，润滑层相当于模拟了软骨的润滑结构，使支架能长期具有润滑作用，进而保证了修复后的软骨长期具有润本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软骨修复用支架，其特征在于，包括：/n润滑层(1)，采用不可降解材料制成，所述润滑层具有润滑作用；/n表面层(3)，包括具有多孔结构的多孔层，所述表面层(3)采用具有物相容性的可降解材料制成；或者，所述表面层(3)采用具有生物稳定性的不可降解材料制成；/n结合层(2)，连接在所述润滑层(1)和多孔层之间，以使所述润滑层(1)通过所述结合层(2)与所述多孔层形成紧固结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种软骨修复用支架，其特征在于，包括：
润滑层(1)，采用不可降解材料制成，所述润滑层具有润滑作用；
表面层(3)，包括具有多孔结构的多孔层，所述表面层(3)采用具有物相容性的可降解材料制成；或者，所述表面层(3)采用具有生物稳定性的不可降解材料制成；
结合层(2)，连接在所述润滑层(1)和多孔层之间，以使所述润滑层(1)通过所述结合层(2)与所述多孔层形成紧固结构。


2.根据权利要求1所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述表面层(3)还包括阻隔层(33)，所述多孔层包括第一多孔层(31)，所述阻隔层(33)连接在所述第一多孔层(31)和结合层(2)之间，用于隔离所述第一多孔层(31)和结合层(2)。


3.根据权利要求2所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述多孔层还包括第二多孔层(32)，所述第二多孔层(32)连接在所述阻隔层(33)与所述结合层(2)之间。


4.根据权利要求1-3任一项所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述表面层(3)的厚度、结合层(2)的厚度以及润滑层(1)的厚度与所述支架的总厚度的比例分别为：60％-80％、0.1％-10％以及1％-35％。


5.根据权利要求1-4任一项所述的软骨修复用支架，其特征在于，制备所述润滑层的不可降解材料的摩擦系数为0.05-1。


6.根据权利要求5所述的软骨修复用支架，其特征在于，制备所述润滑层的不可降解材料的摩擦系数为0.05-0.3。


7.根据权利要求1-6任一项所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述润滑层(1)采用如下材料制成：高分子油凝胶或含有润滑液的多孔材料中的一种或几种。


8.根据权利要求7所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述含有润滑液的多孔材料的孔径为0.1-1μm，孔隙率为25％-95％，所述多孔材料中含有润滑液的质量分数为20％-80％。


9.根据权利要求7或8所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述润滑液的粘度为5-10000cst。


10.根据权利要求1-9任一项所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述表面层采用可3D打印的生物医用高分子材料制成。


11.根据权利要求1-10任一项所述的软骨修复用支架，其特征在于，所述多孔层的孔隙直径为10-500μm。


12.根据权利要求1-11任一项所述的软骨修复用支架，其特征在于，采用可降解材料制成的所述多孔层的孔隙率为20％-90％，采用不可降解材料制成的所述多孔层的孔隙率不低于90％。


13.根据权利要求1-12任一项所述的软骨修复用支架，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔家喜，赵仕芳，杨莉，
申请(专利权)人：绍兴盖科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33