[发明专利]一种多层多孔支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料和组织修复技术领域，具体涉及一种多层的多孔支架及其制备方法。

背景技术

多孔支架可以广泛应用于组织修复、细胞培养载体、伤口敷料、药物控释载体等领域。尤其是具有高孔隙率的聚合物多孔三维支架，已经发展成为组织工程和原位组织再生的重要组成部分。

现有技术公开了组织工程的基本原理是：从人体组织提取一定的正常细胞，培养增殖后，在体外与可降解多孔支架构建细胞材料复合体，再将这种复合体植入组织缺损处，随着材料降解和细胞外基质的不断分泌和组织的不断形成，重建新的与自身形态和功能相适应的组织和器官，达到组织修复的目的。因此多孔支架在组织重建过程中具有相当重要的地位。

此外，直接植入多孔支架、利用体内的细胞自行修复组织的组织诱导技术(或称原位组织再生)也依赖于合适的多孔支架材料。

关于组织工程支架或组织诱导支架的制作和成型技术，目前已经有比较丰富的途径和手段。例如，纤维纺织技术、粒子脱除技术、气体发泡技术、相分离技术、微球烧结技术等。不同的生物材料和制备手段得到的组织工程支架，其孔形态、孔隙率、比表面积和降解速率等重要指标都有差异。例如，静电纺丝获得的无纺布结构，适合于皮肤血管等薄层组织的构建；粒子去除获得高孔隙率的三维支架，可应用于骨和软骨组织工程；利用微球烧结的方法，可以得到高强度的支架，但空隙率不高，适合于骨组织的修复。而在组织重建过程中，支架的结构特点能够影响到新生组织的结构和功能，因此针对不同组织的重建需要孔结构与之相适应的多孔支架。

人体器官比较复杂，并非由单一的组织构成，而临床上需要采用组织工程修复的病灶，常包含有多层组织的严重缺损。不同组织的形态、结构、力学性能有很大差别，不同类别的细胞生长增殖和组织重建速率也有差异。因此就需要根据这些缺损组织的特点，设计不同孔隙率、孔结构和降解速率相结合的支架材料。另外，在组织工程实践过程中，即便对单一组织的修复，也需要考虑其与周围组织之间的配合。譬如，在软骨修复的临床实例中，除了要实现软骨组织的修复，重建的软骨和下层骨组织的连接成为关键的问题。否则，重建软骨与骨基体间的界面连接将成为组织修复的薄弱环节。另外，在皮肤、长干骨等组织的修复中，都需要构建多重形态的复杂仿生组织。而依靠之前所述单一的支架致孔成型工艺，一般只能制备单种材料、单一孔结构的支架。在面对复杂组织的构建的临床需求时，具有与缺损组织相似的多层结构、各层性能独立可调、且整体上仍然相互连通的支架的需求量更大。

为了获得与复杂组织构建相适应的多层结构，从组织修复的角度考虑，多层的多孔支架之间有时需要具有良好的连通性。若简单地将两个预先制备的多孔支架予以连接很容易导致支架之间缺乏连通。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层多孔支架及其制备方法。具体涉及一种由多层支架粘合、且层与层之间具有良好连通孔结构的多层多孔支架。

本发明提供了一种具备连通性的多层的多孔支架。本发明采用一种含致孔粒子的粘合剂，制备一种层与层之间结构独立可调，且层与层之间的孔保持连通的支架材料。其核心是选择适合的多孔材料，直接使用或者按要求剪裁后，通过可致孔的粘合剂粘合，固化后除去致孔剂，制成具有相互连通多层结构和复杂外形的多孔支架。

具体而言，本发明提供的多层多孔支架，其特征在于，具有多层结构，且构成支架主体的各层间含有多孔的过渡层、使得上下层的孔之间相互连通。每一层可以是采用粒子溶出、纤维纺织、相分离、气体发泡或微球烧结等中的任意一种或几种技术制备的多孔支架。组成该支架的一层或多层的孔径为10-900μm，孔隙率20％-99％，复合支架中每一层的孔结构形貌和孔隙率独立可调，不同层的孔径和孔隙率可以相同、也可以不相同，支架各层之间通过使用含致孔剂的粘合剂连接。

本发明中，采用由聚合物、溶剂和致孔粒子组成的混合物作为粘合剂。在层与层之间的粘结面上涂敷粘合剂后，将粘结面相合，施加压力。粘合剂中的溶剂通过扩散作用，将支架表层孔壁部分溶解融合，待溶剂挥发后，粘合层固定，不同层的聚合物就通过中间的粘合层连接起来。最后采用粒子去除的方法，将粘合层的粒子溶出，即得到层与层间相互连通的多孔复合支架。

本发明提出的多层多孔支架，其特征在于采用具有多孔结构的过渡层将相互独立的多孔支架层与层连接成整体，且层与层之间的孔具有连通性。连接层厚度一般在0.5mm左右。

组成各层支架的基质材料包括高分子材料、无机材料、生物衍生材料或者它们之间的复合物，不同层之间的基质材料可以相同、也可以不相同。