[发明专利]一种致孔剂粘结滤出法制备组织工程用聚合物多孔支架的方法

说明书

技术领域

本发明涉及组织工程用聚合物多孔支架的制备方法，具体涉及一种致孔剂粘结滤出法制备组织工程用聚合物多孔支架的方法。

背景技术

创伤及病损组织的修复一直是医学领域的难题之一，长期以来国内外学者进行了大量相关研究与临床实践。对于这些难题，组织工程技术为它带来了新的方法。其具体思路为：将体外培养扩增的正常组织细胞吸附于一种生物相容性良好并可被机体吸收的生物材料上形成复合物，将细胞—生物材料复合物植入机体组织、器官病损部位，细胞在生物材料逐渐被机体降解吸收的过程中形成新的具有形态和功能的相应组织、器官，达到修复创伤和重建功能的目的。

组织工程所用的替代材料一般为生物相容性好，可降解的人工合成聚合物材料或者天然的生物大分子材料。由于具有生物相容性好，降解速度可控，力学性能优良等特点。组织工程对于多孔支架的微观要求是：具有适当的孔径，较高的孔隙率，良好的连通性，以便于细胞的进入、营养物质的渗入和废物的排出。

当今，组织工程用聚合物多孔支架的制备方法主要有致孔剂滤沥法、气体发泡法、热致相分离法、三维打印技术等。

致孔剂沥滤技术是制备组织工程用多孔支架最简便和研究最广泛的技术之一。该技术通过控制致孔剂的形态、颗粒大小以及致孔剂与可降解材料的比例，能够方便地控制三维支架的孔隙率、孔隙尺寸和形态，因而受到广泛的关注。Mikos等人(Biomaterial，1993，14(5)，323~330)采用溶剂浇铸-颗粒滤沥法制备了厚度2mm的多孔膜支架。国内丁建东等人(专利号CN1234492C)设计了一套复合模具，采用致孔剂滤出法制备了聚合物的多孔支架。但是这种方法存在着多孔支架孔隙间的连通性不高，且支架中可能残留被聚合物包裹而未能滤出的致孔剂的缺点。

气体发泡技术采用气体作为致孔剂，在制孔过程中不使用有机溶剂。它避免了有机溶剂的细胞毒作用和高温处理的影响，是一种较理想的细胞种植载体，尤其有利于负载生长因子作用于种植细胞。Singh等人(Biomaterial，2004，25：2611~2617)用超临界CO2发泡的方法制备了聚乳酸-乙醇酸的多孔支架，测定材料开孔率可达89％。这种方法对设备要求高，微孔结构不易控制且常形成封闭气孔。

热致相分离法能形成多样的微观结构，容易满足微孔材料的特殊要求，且能产生厚截面上各向相同的微孔结构。W.hang等人(Polymer，1995，36：837-842)将PLGA的二氯甲烷溶液与水混合迅速搅拌为乳液，然后在液氮中淬冷，冷冻干燥后得到了孔径在100μm左右PLGA多孔支架材料。热致相分离得到的支架孔径较小，因此使用面较窄。

三维打印技术制备多孔支架时，打印喷头依次喷出聚合物粉末和粘合剂，粘合剂将粉末合成一层，在计算机控制下，按预定程序逐层打印，即可形成三维多孔支架。Giordano、Park等人(J Biomater Sci Polymer Edn，2001，12：107~124)均用氯仿作为粘合剂打印出了PLLA三维支架。三维打印的优点是成型时间短，比较适合于自动化大规模生产，且可以更具个体差异迅速制备出具有个性特征的三维多孔支架。但其不足之处在于支架的孔隙率偏低，通常小于80％。

纵观上述由目前制备方法得到的多孔支架，都存在相应的不足，性能和使用效果尚不能令人满意。如何将现有的技术进行改性，制备得到既有适当的孔径，较高的孔隙率，良好的连通性，且无生物毒性的组织工程用多孔支架，仍是组织工程中迫切需要解决的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能制备出孔径大小和孔隙率合适，孔连通性良好，且无致孔剂残留的致孔剂粘结滤出法制备聚合物多孔支架的方法。

本发明提出的致孔剂粘结滤出法制备组织工程用聚合物多孔支架的方法，具体步骤如下：

(1)制备粒径为50-850μm的致孔剂颗粒，放入模具中；

(2)将步骤(1)得到的盛有致孔剂的模具在0℃-100℃温度、10％-100％相对湿度下放置1-24小时，使得模具中的致孔剂相互粘结在一起，然后真空干燥1-8小时；

(3)将浓度为0.01-0.5g/ml的聚合物的氯仿溶液浇铸于模具内，待溶剂氯仿挥发后，得到致孔剂与聚合物的混合物；

(4)将步骤(3)得到的混合物在去离子水中浸泡，每3.5-4.5小时更换去离子水，48-50小时后取出制品；

(5)将步骤(4)得到的制品真空干燥8-24小时，除去水分，即得到聚合物多孔支架。