[发明专利]骨-软骨缺损一体化修复生物陶瓷支架及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及骨‑软骨缺损一体化修复生物陶瓷支架及其制备方法和用途，所述生物陶瓷支架包括：三维磷酸三钙陶瓷支架以及均匀分布于所述三维磷酸三钙陶瓷支架中的锰离子。本发明的生物陶瓷支架实现了关节炎骨软骨复合体缺损的软骨‑软骨下骨一体化修复的双向生物学功能。

技术领域

本发明涉及一种新型的双功能生物陶瓷支架及其制备方法和用途，属生物材料领域。

背景技术

骨-软骨复杂组织又称骨软骨复合体，包括关节软骨和软骨下骨^[1]，软骨和软骨下骨是一个整体，二者相互依赖、不可分割^[2]。引起关节软骨缺损的因素众多，如创伤、疾病、先天性畸形、老龄化及运动不当等，由于软骨组织自身生理特点，导致关节软骨自身修复能力极差，故软骨发生损伤时常引起关节功能障碍并累及软骨下骨^[3-7]。在修复软骨缺损的同时，必须高度重视软骨下骨与关节软骨关系，力求做到同一时间、一体化的修复骨软骨复合体。在外科手术中，骨软骨复合体修复方法通常采用骨髓刺激术和人工材料植入，骨髓刺激术虽然操作简单，对于小面积损伤的治疗结果相对比较满意，且在临床上被广泛应用，然而，软骨磨蚀、骨髓刺激等愈合形成的纤维软骨组织的机械性能和弹性模量都逊色于天然骨软骨复合体，且容易退化^[8]。目前，人工材料植入材料按主要成分可以分成高分子聚合物，金属及生物陶瓷，高分子聚合物的机械强度不能满足骨软骨复合体的需求，且其生物相容性较差；金属如钛及钛合金，固然能满足骨软骨复合体的机械强度要求，且生物相容性较前者好，释放的微量金属离子可促进修复^[9,10]，但其降解性能差，长期存在体内会引发炎症而导致手术失败。因此，如何开发具有软骨-软骨下骨一体化修复的双功能特性生物陶瓷支架材料仍极具挑战。

前期研究表明，磷酸三钙具有良好的体外及体内生物活性，主要表现在以下某个或某些方面：在体液环境中可以诱导类骨磷灰石的形成；对多种干细胞具有诱导或促进其成骨分化的功能；在体内表现出良好的降解性和成骨、成血管化能力^[11-13]。然而，磷酸三钙不具备软骨修复功能，无法用于关节软骨缺损的修复。

现有技术文献：

[1]Kazunori S.,Yu M.,Christopher D.M.,et al.Osteochondral tissueengineering with biphasic scaffold:current strategies and techniques[J].Tissue Engineering:Part B,2014；20(5):468-476.

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