【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于骨组织工程，具体涉及一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架及其制备方法。
技术介绍
1、骨作为人体最大的组织器官，承担生命活动的重要职责，却最容易引起缺损，每年有数百万的骨组织缺损患者需要接受手术治疗。骨科疾病发病率高(每年有15～20％的人口出现不同程度的骨科疾病)，而骨科创伤致残率高(导致45岁以下人群残疾的最常见原因)，医疗费用昂贵(美国每年高达500亿美元)，造成了巨大的家庭、社会及经济负担。骨移植已成为仅次于输血的需求量最大的移植物。如何才能破解人骨“密码”，怎样找到更多更好的骨组织再生修复材料，为人类修补生命再创健康，已成为全世界众多科学家共同的追求和孜孜不倦研究的动力。研究和开发骨科修复材料的新技术、新理论和新方法具有迫切的科学意义、社会价值和经济效益。
2、当前，组织工程材料在硬组织中的应用日益受到重视，即骨、软骨和口腔等。骨特别是关节是人体主要承受负荷的组织器官，这就意味着缺损的修复材料应具有高强度。硬组织修复和替换采用的材料主要是金属与合金、生物陶瓷、聚合物和复合材料。随着组织工程的发展，在骨组织工程方面，已能在可降解生物材料三维支架上种植细胞，在体内或体外培养，然后将它植入缺损部位，进行骨组织的修复和再生。将细胞生长因子等如骨形态发生蛋白复合到支架上诱导具有自然骨功能的新骨再生，是新一代骨组织工程的奋斗目标。骨骼是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的天然化合物，其中10～30％由坚硬的外层所组成，即致密骨；在内部的，占30～90％的是松质骨。由于致密骨和松质骨在比例上的不同以及组成骨骼组
技术实现思路
1、本专利技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，采用微米、亚微米二次溶胶凝胶转变构建多孔隙生物活性玻璃，并在此结构基础上的原位合成纳米纤维素，形成微纳米多级孔隙结构生物活性玻璃-细菌纤维素(bag-bc)复合支架。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，包括的步骤如下：
4、(1)将各原料sio2，cao，na2o，p2o5搅拌均匀制成混合溶胶，通过溶胶凝胶转变过程制备具有亚微米结构的干凝胶粉体；
5、(2)将干凝胶粉体与流体态的制孔介质充分混合后倒入模具中，通过控制温度使混合体系固化后脱模；
6、(3)去除制孔介质，在650～680℃温度下烧结制得亚微米/微米两级孔隙结构的三维多孔生物活性玻璃支架；
7、(4)在三维多孔生物活性玻璃支架的孔隙中，利用细菌发酵技术原位合成纳米纤维网络结构，得到具有多级孔隙结构复合组织工程支架。
8、在一优选示例中，各原料sio2，cao，na2o，p2o5之间的摩尔百分比依次为45～50mol％，sio2，24～26mol％cao，21～24mol％na2o，1.5～2mol％p2o5。
9、在一优选示例中，各原料sio2，cao，na2o，p2o5之间的摩尔百分比依次为49.15mol％，sio2，25.80mol％cao，23.33mol％na2o，1.72mol％p2o5。
10、在一优选示例中，所述制孔介质为石蜡。
11、在一优选示例中，所述模具的形状根据骨缺损部位的物理形状定制。
12、在一优选示例中，去除制孔介质的步骤依次包括干燥、焙烧。
13、基于一个总的专利技术构思，本专利技术的另一个目的在于保护上述制备方法制得的具有多级孔隙结构复合组织工程支架。
14、本专利技术技术首先以溶胶凝胶技术制备具有目标成分的干凝胶颗粒，此干凝胶颗粒具备亚微米结构；然后依赖特定制孔介质的低熔点或性状转变特性，将干凝胶颗粒与制孔介质充分混合，通过控制温度使混合体系固化后脱模，烧结处理后得到具有亚微米/微米两级孔隙结构的生物活性玻璃多孔材料；在以上两级孔隙结构生物活性玻璃多孔结构的基础上，在此多孔结构生物活性玻璃的孔隙中利用细菌发酵技术原位合成纳米结构纤维网络结构，得到具有多级孔隙结构复合组织工程支架。
15、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果如下：
16、结构上，通过研究控制生物活性玻璃的大孔、小孔以及联通孔的孔径、孔壁厚度以及比表面积等模拟骨组织交错的片层多孔结构、以纳米纤维素的天然纳米结构模拟骨细胞外基质的纳米纤维网络结构；
17、组分上，以生物活性玻璃的钙磷元素等模拟骨组织的元素组成和物质分布、生物活性玻璃有机-无机相分布等结构。
18、得到接近于人天然骨各尺度结构的高度仿生人工骨支架材料，并且使得支架的体内动态降解退行与新生组织的生长在物理尺度和力学性能上能够相匹配使骨再生修复。
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1.一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，包括的步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，各原料SiO2，CaO，Na2O，P2O5之间的摩尔百分比依次为45～50mol％，SiO2，24～26mol％CaO，21～24mol％Na2O，1.5～2mol％P2O5。
3.根据权利要求1所述的一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，各原料SiO2，CaO，Na2O，P2O5之间的摩尔百分比依次为49.15mol％，SiO2，25.80mol％CaO，23.33mol％Na2O，1.72mol％P2O5。
4.根据权利要求1所述的一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，所述制孔介质为石蜡。
5.根据权利要求1所述的一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，所述模具的形状根据骨缺损部位的物理形状定制。
6.根据权利要求1所述的一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，去除制孔介
7.权利要求1～6任意一项所述制备方法制得的具有多级孔隙结构复合组织工程支架。
...【技术特征摘要】
1.一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，包括的步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，各原料sio2，cao，na2o，p2o5之间的摩尔百分比依次为45～50mol％，sio2，24～26mol％cao，21～24mol％na2o，1.5～2mol％p2o5。
3.根据权利要求1所述的一种具有多级孔隙结构复合组织工程支架的制备方法，其特征在于，各原料sio2，cao，na2o，p2o5之间的摩尔百分比依次为49.15mol％，sio2，25.80m...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，熊斌，欧阳逍，
申请(专利权)人：江西省纳米技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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