[发明专利]一种制备三维多孔支架复合层的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，尤其是骨修复材料和骨组织工程材料复合层及其制备方法。

背景技术

磷酸钙陶瓷由于和人体的硬组织的无机成分相似，具有良好的生物相容性和生物活性、骨诱导性、可降解性，当其植入体内后能与周围的骨组织形成良好的骨性键合，而被广泛用作骨修复材料。在临床上它们可以普遍用于非承力和承力部位的骨缺损修复，故良好的力学性能是陶瓷支架的一个基本要求。但是研究结果表明致密磷酸钙陶瓷不能够有效诱导新骨组织的形成，只有多孔结构的磷酸钙陶瓷才具有骨诱导能力，因此，陶瓷支架还应具备多孔结构且孔道有良好的贯通性，以有利于组织的长入。基于此，已有较多相关文献对其进行了研究，但是大多支架的制备方法都是以磷酸钙粉体为原料，加入堆积颗粒作为造孔剂。从粉料的合成至支架的产出，工序较为繁琐，往往为了得到高力学强度，就必须牺牲支架的孔隙率，孔道的贯通性也无法有效保证。

新型理想的人工骨组织工程支架材料除了应具备优良的生物相容性、生物活性以及良好的孔隙结构和力学性能外，还应该具备进一步促进细胞的黏附、增殖和分化的能力，促进骨组织的再生，缩短骨修复过程的时间。

水凝胶作为一种重要的组织工程支架材料，含水量丰富，与人体组织极为相似，具有良好的生物相容性和亲和性。生长因子是一种可以刺激细胞生长活动的细胞因子，通过与特异性的、高亲和的细胞膜受体结合，能够调节细胞的生长和蛋白的表型表达。药物缓释系统是指一种可以通过控制药物的释放速度和将药物定向释放以达到其最佳效果的技术。而药物缓释体系主要是通过一系列化学或物理方法把特定的药物包埋在高分子水凝胶再通过注射或其他方式进入体内。水凝胶中负载的药物可以在自身扩散作用及高分子水凝胶的缓慢降解的共同作用下缓慢释放到人体所需要的部位，并且可以保持长久而平稳的药效。此外，可以通过控制凝胶材料的相对分子质量来适当调节和控制支架材料的降解速率，从而有效达到控制释放的目的。鉴于现有的技术的缺点，有必要研究制备一种可降解的生长因子缓释的三维多孔磷酸钙陶瓷支架的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备三维多孔支架复合层的方法，它能有效地实现生长因子缓释，促进血管和内皮化生长以及骨细胞的增殖分化。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：一种制备三维多孔支架复合层的方法，采用如下的步骤：

步骤一：取用界面法制备出的三维多孔支架，清洗、烘干，备用；

步骤二：聚乳酸层的复合，将聚乳酸溶于丙酮中，配成质量体积比为10%溶液，再加入10%的羟基磷灰石粉末，超声分散后弃去底部沉淀，把清洗后的三维多孔支架浸没于聚乳酸溶液中，一分钟后取出并甩干，备用；

步骤三：用pH=7.4的磷酸缓冲溶液配制质量体积比为10%的RGD接枝的氧化海藻酸钠溶液和2.5%的N-琥珀酰壳聚糖溶液，将它们按体积比为9/1～5/5混合，得到水凝胶溶液，在该溶液中加入5～10ng/mL浓度的生长因子和包覆生长因子的海藻酸钠微球，迅速搅拌混合均匀；

步骤四：将复合了聚乳酸的三维多孔支架浸入水凝胶溶液中，尽快使其包覆均匀，取出后去除表面多余的水凝胶并进行冷冻干燥，得到生长因子缓释的三维多孔支架复合层。

所述的复合层为表面双层复合，并且可以完全降解。

所述的水凝胶为氧化海藻酸钠和N-琥珀酰壳聚糖的混合物。

所述的氧化海藻酸钠为精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列接枝后的氧化海藻酸钠。

所述的水凝胶和氧化海藻酸钠微球中都包覆了生长因子。

所述的生长因子至少为血管内皮生长因子、细胞分化生长因子、转化生长因子中的一种。

本发明与现有技术相比的优点和效果：采用聚乳酸对三维多孔陶瓷支架进行复合，聚乳酸本身具有良好的生物相容性，复合之后在支架表面形成一层保护薄膜且不影响其孔道的贯通性，以达到固定支架表面颗粒的目的，从而防止支架在植入过程中有碎屑掉入体内组织，引起炎症反应。与其他支架包覆方法相比，本发明在聚乳酸溶液分散了羟基磷灰石粉末，一方面羟基磷灰石具有骨诱导和骨传导性，与支架的成分一致，另一方面羟基磷灰石的加入一定程度上提高的支架力学性能并且具有生产工艺简单，生产成本低的优点。