可定向凝固的组织工程支架生产模具制造技术

本发明专利技术公开了一种可定向凝固的组织工程支架生产模具，包括底板、侧围壁和顶盖，所述底板和顶盖分别设于侧围壁的上端开口和下端开口上，其中，所述底板与侧围壁密封连接，所述顶盖紧密盖设在侧围壁的上端开口上，底板、侧围壁和顶盖三者围成一个用于容纳组织工程支架溶液的密闭空间；所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；或者，所述顶盖采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和底板采用导热系数小的阻热材料制成。从最终制备的产品来看，相比于非取向支架，本发明专利技术的模具制备得到的取向性支架均匀，稳定，力学性能优异。力学性能优异。力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
可定向凝固的组织工程支架生产模具


[0001]本专利技术涉及模具结构领域，特别涉及一种可定向凝固的组织工程支架生产模具。

技术介绍

[0002]关节软骨是一种富含Ⅱ型胶原和糖胺多糖的透明软骨，在关节活动中起到承载机械负荷与润滑关节的作用。与其他组织不同，软骨组织中没有血管、神经，其退变和损伤后的自生修复能力极其有限，损伤达到3mm后就很难修复，而损伤达到6mm后，就会对下骨造成伤害。目前，治疗关节软骨损伤的手术方法主要有微骨折、自体软骨细胞植入(ACI)、镶嵌成形术和同种异体软骨移植等方法。但这几种方法都存在一定的局限性，不能完全恢复自体原始软骨，而且预后具有不确定性，基于此，植入合适的组织工程支架便为解决这一问题提供了更好的解决办法。
[0003]软骨组织工程是在一些利于细胞分化和增殖的因子参与下，体外培养和扩增软骨种子细胞，把一定量的种子细胞培养在生物材料支架上，然后移植到软骨缺损部位，形成新的软骨组织，经过重塑形，并与机体组织整合在一起，达到损伤软骨的再生修复。软骨组织工程的内容主要是三个方面：种子细胞、生物材料支架、生长因子，其中，生物材料支架作为细胞外基质的临时替代物，为工程化软骨组织提供三维几何形状，并为种子细胞提供生存的微环境，为细胞的粘附、增殖、分化并最终形成新的软骨组织基本框架和代谢场所，是软骨组织工程成功的关键。
[0004]组织工程支架为分为取向支架和非取向支架，非取向支架是一种无序的、各向同性的多孔结构，制备具有取向性结构的支架一方面可以为再植细胞提供直接有效的渗透途径；另一方面，也能够在一定程度上模拟天然软骨组织所具有的取向性微观结构，弥补经过研磨或匀浆后的软骨基质在构建支架时的结构与机械性能的丧失。因此，可定向凝固的组织工程支架生产模具至关重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题，就是提出一种可定向凝固的组织工程支架生产模具，使用该模具制备组织工程支架，力学性能更加优异。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种可定向凝固的组织工程支架生产模具，包括底板、侧围壁和顶盖，所述底板和顶盖分别设于侧围壁的上端开口和下端开口上，其中，所述底板与侧围壁密封连接，所述顶盖紧密盖设在侧围壁的上端开口上，底板、侧围壁和顶盖三者围成一个用于容纳组织工程支架溶液的密闭空间；所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；或者，所述顶盖采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和底板采用导热系数小的阻热材料制成。在产品冷冻过程中，由于侧围壁、顶盖或底板均具有十分优异的阻热性能，而顶盖或底板的另一端又具有高的导热性能，因此，模具能使内部的组织工程支架溶液从底部或顶部单方向与外界传递能量(热量)，组织工程支架溶液也只
能从底部逐渐向上或从顶部逐渐向下凝结成固态，从而形成定向结晶的固体支架，然后经过冷冻干燥，进而形成取向支架。
[0008]作为优选地，所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；此外，制备所述顶盖的材料的导热系数较制备侧围壁的材料的导热系数更低。
[0009]作为优选地，本专利技术中，底板采用纯铜材质的底板，纯铜材质具有优异的导热性能，导热系数为386.4w/(m.k)。侧围壁采用耐酸碱、稳定性高的聚四氟乙烯材质，与铜相比，聚四氟乙烯的导热系数要低的多，为0.256w/(m.k)。顶盖采用冷杉木材质，冷山木的导热系数为0.09W/(m
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K)，可以很好的阻隔模具上面的冷气进入模具中。
[0010]进一步地，为了底板与侧围壁之间的连接密封性不受冷冻时温度的影响，底板与侧围壁之间通过耐低温的胶水粘接，所述胶水可以为：道康宁3165RTV硅胶，道康宁RBB
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2060
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50
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70耐低温有机硅胶，道康宁736有机硅胶；如果不使用胶水，底板与侧围壁的下端开口为过盈配合实现密封。市面上，普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，耐高温度在200～300摄氏度之间。普通硅胶其生胶的分子结构为非结晶体，所以常温条件下对其影响很小，可以在低温
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70条件下使用。耐低温硅橡胶是指工作温度在
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100℃的硅橡胶，其机构异于室温硅橡胶，是在甲基乙烯基硅橡胶的分子链中引入甲基苯基硅氧链节或二苯基硅氧链节而得的。在聚硅氧烷的侧基上引入苯基，由于破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性，大大降低了聚合物的结晶温度，所成硅胶工作温度扩展到
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100℃。而超耐低温硅胶，能达到在低温
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110度的条件下长期工作，超耐低温硅胶的脆化点可以达到
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118℃，硬化点可以达到
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115℃，抗撕裂强度高，回弹性性好，不易黄变，手感好，可适用于一些更高要求的产品。例如可模压、挤出，也可用于制造吸盘、电子器件托盘、杂件、管材、冷贮室密封条、超低温防护套等硅胶制品。本专利技术是用于生产组织工程支架，生产过程中需要经过
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80℃的冻干机处理，因此，需要耐低温硅胶对底板和侧围壁进行胶黏。
[0011]进一步地，所述顶盖与侧围壁的连接处设有密封圈，保证顶盖盖合在侧围壁上端口时的气密性，优选地，密封圈的材料选用阻热材料制成。
[0012]进一步地，侧围壁为双层中空结构。更进一步地，侧围壁的双层中填充了空气或为真空，可以使侧壁进一步隔绝热量，进一步提高模具定向凝固性能。
[0013]进一步地，所述底板的上底面设有直径为100
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300um，高度为200um的微小凸起，微小凸起均匀分布在模具底板上底面，微小凸起的存在可以使组织工程支架溶液更加容易在微小凸起处形成晶核，进而向上生长，形成定向结晶。微小凸起与底板材质相同且为一体结构。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0015]本专利技术的可定向凝固的组织工程支架生产模具可以使内部的组织工程支架溶液从底部单方向与外界传递能量，组织工程支架溶液也只能从底部逐渐向上凝结成固态，从而形成定向结晶的固体支架，然后进过冷冻干燥，进而形成取向支架。从最终制备的产品来看，相比于非取向支架，本专利技术的模具制备得到的取向性支架均匀，稳定，力学性能优异。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1的模具爆炸示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例2的模具爆炸示意图；
[0018]图3为组织工程支架成品图，左图为常规模具生产的组织工程支架成品，右图为实施例1的模具生产的组织工程支架成品。
具体实施方式
[0019]为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本专利技术，下面将结合附图，对本专利技术作进一步的说明。
[0020]实施例1
[0021]如图1所示，本实施例的可定向凝固的组织工程支架生产模具包括底板1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可定向凝固的组织工程支架生产模具，其特征在于，包括底板、侧围壁和顶盖，所述底板和顶盖分别设于侧围壁的上端开口和下端开口上，其中，所述底板与侧围壁密封连接，所述顶盖紧密盖设在侧围壁的上端开口上，底板、侧围壁和顶盖三者围成一个用于容纳组织工程支架溶液的密闭空间；所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；或者，所述顶盖采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和底板采用导热系数小的阻热材料制成。2.如权利要求1所述的可定向凝固的组织工程支架生产模具，其特征在于，所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；此外，制备所述顶盖的材料的导热系数较制备侧围壁的材料的导热系数更低。3.如权利要求2所述的可定向凝固的组织工程支架生产模具，其特征在于，所述底板采用纯铜材质制成。4.如权利要求2所述的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：应慧春，王世坤，韩菲，曾胜，
申请(专利权)人：海南苏生生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：