【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性3d打印耳廓软骨组织工程支架及其改性制备方法和应用，属于组织工程，通过对3d打印的力学仿生的耳廓软骨组织工程支架的改性，提高支架的细胞接种率和细胞相容性，为组织工程耳廓软骨的构建提供良好的三维多孔支架。
技术介绍
1、目前，临床上对由先天缺陷、创伤等各种原因所引起的耳廓软骨畸形、耳软骨缺损尚无令人满意的治疗手段。通过将种子细胞种植于支架材料构建组织工程耳软骨为该类疾病的治疗提供了一种极具潜力的途径。其中，组织工程支架是组织工程构建的三要素之一。理想的组织工程支架应具有良好的生物相容性和生物可降解性，并具有高孔隙率且内部孔隙贯通的三维多孔结构，为种子细胞的粘附、长入、增殖提供良好的空间，为营养物质和代谢产物的运输提供通道。同时，在构建组织工程化耳廓软骨时，还必须考虑耳廓组织的个体多样性、三维复杂精细结构和独特的力学性能等特点。
2、3d打印（又称增材制造）技术使结构精细的、三维多孔耳廓软骨组织工程支架的构建成为可能。目前用于耳廓软骨组织工程支架构建的生物材料主要有以下两类：第一类是天然高分子材料，如胶原、明胶、丝素、海藻酸钠、透明质酸和壳聚糖等，这些高分子材料类似于天然细胞外基质，具有良好的生物相容性和生物活性，能有效促进细胞的黏附和增殖，被广泛应用于组织工程耳软骨的构建，但是这些材料的力学性能较低，难以稳定维持组织工程耳软骨的结构；另一类是合成可降解聚合物材料，如聚乳酸、聚己内酯、聚丙交酯等，这些材料具有较好的生物相容性和生物可降解性，力学性能好，也被广泛应用于组织工程耳软骨的构建，但是这些材料
3、中国专利cn202011300830.8中公开的一种3d打印的力学仿生耳廓软骨组织工程支架及其制造方法，利用聚-l-丙交酯-己内酯（plcl）与聚己内酯（pcl）制备了生物可降解的复合材料（plcl-pcl），进一步通过3d打印技术构建成了无边框、多孔且孔隙贯通的耳廓软骨组织工程支架，该支架具有良好生物相容性、可生物降解性和热稳定性以及耳廓软骨精细复杂的三维立体结构，尤其是，该支架还具有与人耳廓软骨组织相应解剖区域相似的力学性能特点，适配于天然耳廓软骨的力学性能，可应用于个性化组织工程耳廓软骨的构建。但是，该支架由合成高分子材料构建而成，缺乏生物活性；另外，由于该支架无边框、多孔且孔隙贯通的三维结构特点，会造成细胞在接种时的大量流失，降低种子细胞的接种率；因此，需要通过改性修饰提高该支架的细胞接种率、促进细胞的黏附和增殖，形成新型的基于3d打印的力学仿生耳廓软骨组织工程支架，用于组织工程耳廓软骨的构建。
4、
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种改性3d打印耳廓软骨组织工程支架及其改性制备方法和应用，是通过将可用于软骨组织工程构建的天然高分子材料与中国专利cn202011300830.8中公开的3d打印力学仿生耳廓软骨组织工程支架复合，获得改性3d打印耳廓软骨组织工程支架，提高支架的细胞接种率和促进细胞的黏附和增殖，用于组织工程耳廓软骨的构建。
2、本专利技术提供的改性3d打印耳廓软骨组织工程支架，是通过包括但不限于直接的物理吸附以及支架表面修饰处理后的化学接枝法，将用于软骨组织工程的天然高分子材料与3d打印力学仿生耳廓软骨组织工程支架复合获得。
3、所述的用于软骨组织工程的天然高分子包括但不限于胶原、明胶、丝素、海藻酸钠、透明质酸和壳聚糖等天然高分子材料。
4、本专利技术提供的改性3d打印耳廓软骨组织工程支架具有多孔、且孔隙贯通的结构，同时具有与天然耳软骨相似的力学性能。
5、本专利技术所提供的一种改性3d打印耳廓软骨组织工程支架及其改性制备方法包括以下步骤：
6、1）首先设计形状规整的圆柱体模型，将其导入切片软件并设置打印路径参数；选择合适的plcl-pcl复合材料，通过熔融沉积方式，设定合适的3d打印参数，打印构建多孔无边框结构的圆柱体模型，测量打印获得模型的实际三维尺寸数值，并根据设计模型的尺寸数据，分别计算plcl-pcl复合材料3d打印中在x、y和z三轴上的收缩率。根据其收缩率对于耳廓软骨模型的尺寸进行调整，输出为3d打印文件，并再次以相同的打印参数3d打印多孔、无边框结构的耳廓软骨组织工程支架。
7、2）以适宜的溶剂配置天然高分子材料的溶液。天然高分子材料可以为胶原、明胶、丝素、海藻酸钠、透明质酸和壳聚糖，浓度0.1-1% (质量体积浓度)。
8、3）将上述高分子材料溶液置于适宜的容器中，将3d打印获得的多孔、无边框结构的耳软骨组织工程支架浸没于高分子材料溶液中，在4-30℃条件下充分恒温震荡吸附复合后真空冷冻干燥；支架也可以经过等离子体处理后进行高分子材料的吸附复合或通过化学偶联方式接枝高分子进行改性。
9、4）将步骤3）中冷冻干燥后的支架材料置于1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（edc）和n-羟基琥珀酰亚胺（nhs）纯乙醇溶液中室温下进行交联，后用去离子水清洗支架材料4次，每次30min，再次冷冻干燥后得到改性3d打印耳廓软骨组织工程支架。
10、5）上述得到改性3d打印耳廓软骨组织工程支架放置于适宜大小的容器中进行灭菌处理后，可以接种种子细胞，用于组织工程耳软骨的构建。
11、本专利技术提供的一种改性3d打印耳廓软骨组织工程支架及其改性制备方法和应用的突出特点在于：
12、1) 本专利技术改性3d打印耳廓软骨组织工程支架，是选用中国专利cn201910139657.9中公开的可3d打印plcl-pcl复合材料经3d打印和天然高分子材料复合而成；
13、2) 本专利技术改性3d打印耳廓软骨组织工程支架具有天然耳廓软骨的精细外形结构，具有多孔且孔隙贯通的结构特点，该支架具有与人耳廓软骨相似的力学性能，高分子材料的复合对支架的力学性能无明显的影响。
14、3) 本专利技术所述的改性3d打印的耳廓软骨组织工程支架，由于复合了天然高分子材料，减小了3d打印的多孔支架的孔径，提高了支架的细胞相容性，可以提高细胞的接种率，降低细胞接种时的流失率，促进细胞的粘附、支架内长入和增殖，且为营养物质的运输和代谢产物的排出提供通道。
15、
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1.一种改性3D打印耳廓软骨组织工程支架及其改性制备方法和应用，其特征在于是通过3D打印耳廓软骨组织工程支架与天然高分子材料复合，获得改性3D打印耳廓软骨组织工程支架，提高3D打印耳廓软骨组织工程支架的细胞接种率，改善3D打印耳廓软骨组织工程支架的细胞相容性；该支架为无边框、多孔结构，同时具有与人天然耳廓软骨组织相似的力学性能。
2.根据权利要求1所述的改性3D打印耳廓软骨组织工程支架，其特征是所述的耳廓软骨组织工程支架是经过3D打印方式获得，为无边框、多孔结构。
3.根据权利要求1所述的改性3D打印耳廓软骨组织工程支架，其特征是所述的天然高分子材料包括胶原、明胶、丝素、海藻酸钠、透明质酸和壳聚糖。
4.根据权利要求1所述的改性3D打印耳廓软骨组织工程支架，其特征是所述的改性是将天然高分子材料通过物理或化学手段复合于3D打印耳廓软骨组织工程支架而成。
5.根据权利要求2所述的3D打印耳廓软骨组织工程支架，其特征在于耳廓软骨组织工程支架的3D打印包括以下步骤：
6.根据权利要求3所述的天然高分子材料包括胶原、明胶、丝素、海
7.根据权利要求4所述的改性3D打印耳廓软骨组织工程支架是将天然高分子材料通过物理或化学手段复合于3D打印耳廓软骨组织工程支架而成，其特征在于高分子材料与3D打印耳廓软骨组织工程支架的复合包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的改性3D打印耳廓软骨组织工程支架具有与天然耳廓软骨相似的力学性能，其特征在于该支架压缩形变中的弹性模量与天然耳廓软骨的相似；所述的支架各分区的力学性能与天然耳廓软骨各对应分区的力学性能相似。
9.根据权利要求1所述的改性3D打印耳廓软骨组织工程支架，通过天然高分子材料的复合改性提高支架的细胞接种率和细胞相容性，用于耳廓软骨组织工程的构建。
...【技术特征摘要】
1.一种改性3d打印耳廓软骨组织工程支架及其改性制备方法和应用，其特征在于是通过3d打印耳廓软骨组织工程支架与天然高分子材料复合，获得改性3d打印耳廓软骨组织工程支架，提高3d打印耳廓软骨组织工程支架的细胞接种率，改善3d打印耳廓软骨组织工程支架的细胞相容性；该支架为无边框、多孔结构，同时具有与人天然耳廓软骨组织相似的力学性能。
2.根据权利要求1所述的改性3d打印耳廓软骨组织工程支架，其特征是所述的耳廓软骨组织工程支架是经过3d打印方式获得，为无边框、多孔结构。
3.根据权利要求1所述的改性3d打印耳廓软骨组织工程支架，其特征是所述的天然高分子材料包括胶原、明胶、丝素、海藻酸钠、透明质酸和壳聚糖。
4.根据权利要求1所述的改性3d打印耳廓软骨组织工程支架，其特征是所述的改性是将天然高分子材料通过物理或化学手段复合于3d打印耳廓软骨组织工程支架而成。
5.根据权利要求2所述的3d打...
【专利技术属性】
技术研发人员：李学敏，王艺蒙，段瑞平，王自强，粟丹宁，张逸芸，杜博，刘玲蓉，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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