[发明专利]一种用于修复骨组织的双组份水凝胶

说明书

发明提供了一种用于修复骨组织的双组份水凝胶。所述双组份水凝胶由水凝胶A和水凝胶B组成，水凝胶A的组分为甲基丙烯酰基甘氨酰胺水凝胶40～50份、三斜磷钙石10～15份、硫酸钙13～18份、非离子型表面活性剂0.3～0.6份、乙酸乙酯16.4～36.7份；水凝胶B的组分为二氧化硅凝胶22～30份、硅酸18～26份、聚乳酸短纤维25～32份、两性离子表面活性剂0.2～0.5份、乙醇11.5～34.8份。所述双组份水凝胶可单独长期存放，使用时双组份水凝胶反应结晶，可有效实现精密、致密的骨修复，固化速率快，粘附性能佳，生物相容性好，大大提高了骨损伤愈合的效果。

技术领域

本发明涉及医用材料领域，具体涉及一种双组份水凝胶，特别是涉及一种用于修复骨组织的双组份水凝胶。

背景技术

临床上治疗因外伤、肿瘤、结核和先天发育畸形等引起的骨缺损，关键是修复缺损的骨组织并恢复正常结构与功能。其中传统的骨组织修复包括自体骨移植、同种异体骨种植、金属支架或假体植入等。常规的骨科植入材料包括金属和非金属两大类，其中金属类大多用于关节或者内固定，目前多采用不锈钢、钴铬钼合金、钛和钛合金等。上述传统治疗均存在不可个体化塑形、应力变形、影响正常骨生长等缺点。近年来，随着影像学及数字化医学的快速发展，3D打印技术已经能够为患者“量身定制”高精度的手术方案和植入体，从而提高骨关节外科、颌面骨外科及脊柱外科中高难度、复杂手术的成功率，使手术过程更轻松、更安全，手术效果更理想。

3D生物打印是组织工程学的一种高速仿形技术，以计算机三维设计模型为蓝本，利用激光引导、喷墨打 印等技术，将生物材料通过逐层堆积粘结，叠加塑型，最终形成仿真的组织或器官。骨组织3D打印需要合适的聚合材料，在组织打印过程中能够保护细胞功能完整，同时保证打印后组织内细胞营养运输及废物的排出。如何构建3D骨模型、自然成骨、促进骨愈合、提高细胞成活率以及减少免疫原性，成为骨组织3D打印亟需解决和突破的重要研究课题，但最为根本的是材料的选择和成型工艺的研发，是影响3D打印骨组织的质量的根本因素。

目前最常见的骨组织损伤修复中应用的成型方法包括：金属直接熔融技术，通过高功率激光定点融化小颗粒热塑性材料；立体光固化成型，通过紫外激光照射来定点固化光敏聚合物；分层实体制造，通过激光束逐层实现对薄片材料的轮廓控制；溶融沉积成型，定点挤压堆积熔融的热塑性材料或共晶金属粉末；立体喷射快速成型，利用喷嘴按指定路径将液态粘结剂喷涂在预先铺好的粉层材料上而成型。其中熔融沉积成型为主要3D打印手段，其原理为采用热塑性材料，并将其制备成为丝状耗材，材料利用步进电机挤出到喷头内，以一定温度加热被熔化，同时喷头沿着打印件的截面轮廓和填充轨迹运动，并将熔化的耗材挤出，耗材凝固并以逐层堆积方式成型，但在骨组织修复因材料特殊性中存在一定缺陷。

中国发明专利申请号201610647658.0公开了一种可用于骨软骨修复的双层复合水凝胶材料，其骨修复层由海藻酸钠/镁黄长石/葡萄糖酸内酯复合水凝胶组成，软骨修复层由海藻酸钠/琼脂糖复合水凝胶组成。此发明的双层复合水凝胶可模拟骨与软骨组织，双层复合水凝胶界面间连接紧密，可模拟骨软骨结合界面。

中国发明专利申请号201710021588.2公开了一种具有抗菌性能的3D打印骨修复支架及其制备方法该骨修复支架为多层柱状结构具用良好的三维孔洞结构，由聚己内酯、聚多巴胺和抗菌肽LL37组成。具有良好的生物相容性和抗菌能力，且有良好的成骨能力和骨传导能力，对骨缺损部位有促进新骨组织生长的作用。

中国发明专利申请号201611161110.1公开了一种医用骨组织修复用3D打印材料，其包括粉末材料和与之匹配的粘结溶液，按照重量份数，粉末材料包括磷酸四钙、磷酸氢钙、无定形硅酸盐、氟化物、分散剂，粘结溶液包括去离子水、六偏磷酸钠、卵磷脂、表面活性剂、促凝剂、粘结剂、润湿剂。

中国发明专利申请号201610902607.8公开了一种可注射骨修复水凝胶及其制备方法，该水凝胶包括将修饰的钙磷颗粒固载在带有醛基的可降解天然高分子上，再将带有氨基的可降解天然高分子与固载有聚多巴胺修饰的钙磷颗粒的带有醛基的可降解天然高分子混合发生席夫碱反应得到。