[发明专利]骨组织工程学的复合支架的制备方法

说明书

本发明涉及骨组织工程学的复合支架的制备方法，包括以下步骤：制备PCL支架，在PCL支架上静电纺丝形成PCL‑明胶支架。采用本发明制备方法制备得到的复合支架中，PCL支架用于模拟松质骨结构，而PCL‑明胶支架则用于模拟软骨下骨结构，PCL支架与PCL‑明胶支架之间的界面结合强度显著提高。通过相应的理化性能检测及力学分析，结果表明本发明的复合支架具有更加优异的性能。体内外实验结果表明本发明的复合支架有利于骨软骨缺损的同期修复，并具有潜在的临床应用价值。

技术领域

本发明涉及骨组织工程学的复合支架的制备方法。

背景技术

骨性关节炎及剥脱性骨软骨炎是一类由于软骨或软骨下骨退变或病变所导致，其临床表现为疼痛、残疾及关节僵硬，骨性关节炎患者的骨软骨组织的破坏无法进行有效地自我修复。

组织工程学支架被认为可通过细胞与支架间的相互作用及相关信号分子以实现缺损组织修复重建。现今，多种技术可以实现对细胞外基质(ECM)的仿生，并为细胞黏附、增殖及成骨分化提供合适的3D网状微结构。现有的骨组织工程学的复合支架存在的主要问题之一是各层界面的结合强度不足，增加了各界面之间剥离的风险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种界面结合力强的骨组织工程学的复合支架的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的提供一种骨组织工程的复合支架的制备方法，包括以下步骤：

制备PCL支架，

在PCL支架上静电纺丝形成PCL-明胶支架。

在本发明的一些实施例中，还包括在PCL-明胶支架表面覆盖负载了BMP-2的明胶薄层的步骤。

在本发明的一些实施例中，所述的明胶薄层通过等离子表面改性覆盖在所述的PCL-明胶支架。

在本发明的一些实施例中，所述的明胶经过硅烷偶联剂进行交联。

在本发明的一些实施例中，PCL-明胶支架由含有PCL和明胶的混合纺丝溶液在PCL支架表面经过静电纺丝得到。

在本发明的一些实施例中，所述的PCL：明胶的重量比为8:2。

在本发明的一些实施例中，所述的混合纺丝溶液中还含有GPTMS。

在本发明的一些实施例中，所述的GPTMS占混合纺丝溶液重量的20％。

在本发明的一些实施例中，所述的PCL支架经PDA修饰后，再进行所述的静电纺丝。

在本发明的一些实施例中，所述的PCL支架由FDM工艺打印。

采用本发明制备方法制备得到的复合支架中，PCL支架用于模拟松质骨结构，而PCL- 明胶支架则用于模拟软骨下骨结构，PCL支架与PCL-明胶支架之间的界面结合强度显著提高。通过相应的理化性能检测及力学分析，结果表明本发明的复合支架具有更加优异的性能。体内外实验结果表明本发明的复合支架有利于骨软骨缺损的同期修复，并具有潜在的临床应用价值。

附图说明

图1为PC支架(a-c)、PCD支架(d-f)的FE-SEM微观图像。(垂直方向(a，b，d，e)，横断面(c和f))。

图2为多层支架的FE-SEM微观图像。PCD支架上的PCL-明胶静电纺丝(a，b)，多层PCDE 支架(c-e)垂直方向(c)和横断面(d，e)。

图3为3D打印支架的平均孔径大小(a)及平均纤维直径(b)。

图4为原材料及支架的FTIR光谱(a)；支架的合成过程及思路(b)。