[发明专利]骨组织工程支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及组织工程技术领域，更具体地说，涉及一种骨组织工程支架材料及其制备方法。

背景技术

由外伤、肿瘤或先天缺陷等原因引起的骨缺失是临床医生的常见难题，我国每年骨缺失或骨损伤患者约300万人，骨骼不建全人群则达1000万人。尽管人体自身对骨组织的缺失有一定的再生和修复功能，但是人体自身的再生和修复局限于小面积的骨缺失，而较大的骨缺失则需要采用自体或同种异体松质骨、异种骨、金属材料以及人工合成材料等其它骨移植技术来治疗。目前临床常用的治疗方法存在各种各样的缺陷，例如，自体骨往往来源稀少，手术耗时长，需要异位取骨造成患者的二次损伤，且供体部位易造成感染、疼痛和血肿；异体骨或异种骨存在免疫排斥反应、传播疾病或引发感染的风险；金属合金以及人工合成有机材料虽然临床上广泛应用，但在生物学和力学性能上存在各种各样的缺陷，如易被腐蚀、力学传导性能差、易断裂等。因此，骨组织工程技术的建立和发展为骨缺损移植提供了一条可选的有前景的解决方案。

骨组织工程的研究主要集中在两个方面，一是骨组织诱导，即采用可降解的具有骨传导和骨诱导能力的多孔支架充填缺损部位，引导成骨细胞及该区域其他细胞长入并吸附于骨组织工程支架上。由于成骨细胞可分泌大量的纤维和基质，从而随着基质堆积，骨组织逐渐形成并重新塑形。具有骨组织诱导作用的物质主要为生物陶瓷类材料，如羟基磷灰石等。二是细胞传输，将自体成骨细胞或成骨母细胞种植于骨传导支架内并移植于骨缺损处，对骨缺损的愈合具有重要的作用。成骨细胞的移植有助于骨组织长入和细胞外基质(ECM)的形成，移植细胞释放的生长因子还可促进骨诱导和骨再生。具有细胞传输功能的生物支架材料除了胶原等天然材料外，最受关注的为可降解合成高分子如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等。该类材料具有良好的生物相容性和可降解吸收性，在体内以水解和酶解的方式进行，降解产物易于代谢和排除体外，而且易于加工、塑形和消毒。

聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)是LA(丙交酯)与GA(乙交酯)的共聚物，已被FDA许可并广泛应用于人类的生物可降解高分子材料。但是，PLGA的骨引导和诱导性相对较差，必须有足够的种子细胞或生长因子才能起到很好的骨修复作用，对其临床应用有一定的限制。人工合成的羟基磷灰石(HA)具有良好的生物活性和骨传导性，与骨组织的键合能力强，作为良好的骨组织缺损填充材料已经得到普遍关注。但是在骨修复中，单纯应用HA存在脆性大、易碎和降解能力差等缺陷，限制了其临床应用。而HA/PLGA复合材料可以兼具两者的优点，并能克服两者的机械性差、降解速度快、骨结合力弱等缺点。尽管HA的复合在一定程度上可以提高PLGA的生物活性和骨引导、诱导能力，但是，HA/PLGA复合材料仍然不能满足修复大面积骨缺损的需要，其生物相容性和生物活性有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种骨组织工程支架材料及其制备方法，该方法制备的骨组织工程支架材料具有良好的生物相容性和生物活性。

本发明提供一种骨组织工程支架材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤a)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液、二甲基砜溶液和羟基磷灰石悬浊液混合，得到混合悬浊液；

步骤b)将所述混合悬浊液进行冷冻干燥，得到骨组织工程支架材料。

优选的，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液按照如下方法制备：

向1，4-二氧六环中加入聚乳酸-羟基乙酸共聚物，搅拌后得到聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液。

优选的，所述二甲基砜溶液按照如下方法制备：

向丙酮中加入二甲基砜，搅拌后得到二甲基砜溶液。

优选的，所述羟基磷灰石悬浊液按照如下方法制备：

向1，4-二氧六环中加入羟基磷灰石，超声分散后得到羟基磷灰石悬浊液。

优选的，所述羟基磷灰石与聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量比为1∶(7～12)。

优选的，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚、二甲基砜和羟基磷灰石的总和与二甲基砜的质量比为100∶(0.01～5)。

优选的，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚、二甲基砜和羟基磷灰石的总和与二甲基砜的质量比为100∶(0.01～1)。

优选的，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液的浓度为7～15wt％；所述二甲基砜溶液的浓度为7～15wt％；所述羟基磷灰石悬浊液的浓度为7～15wt％。

优选的，所述将混合悬浊液进行冷冻干燥步骤具体为：