[发明专利]用于制备关节软骨支架的组合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于制备关节软骨支架的组合物，其包括以下重量份的组分：甲基丙烯酸酯化明胶20～100份，磷酸三钙10～50份，水30～80份。本发明还公开了该组合物的制备方法及应用。本发明的用于制备关节软骨支架的组合物，通过甲基丙烯酸酯明胶与磷酸钙复合，得到的支架具备类似软骨下骨的硬度和孔隙，且具备适宜的降解速率，具有良好的生物安全性。

技术领域

本发明涉及骨支架材料领域，尤其涉及一种用于制备关节软骨支架的组合物及其制备方法与应用。

背景技术

关节软骨是覆盖在关节表面的弹性组织，能够保护软骨下骨组织。软骨缺损通常由衰老、肥胖或机械损伤造成。关节软骨的损伤会导致骨软骨组织逐渐退化，最终导致骨关节炎。如果关节软骨能够保持完整，软骨下骨能够自我再生。然而，由于软骨细胞密度低，且无血管、神经和淋巴组织，故难以自我修复、再生差。尽管过去在组织再生领域获得了巨大的进步，骨软骨缺损再生仍然是具有挑战性的难题。传统的促进骨软骨再生的治疗方法，如骨髓刺激、自体移植物、基质诱导的自体软骨细胞植入，难以实现天然透明软骨样的组织再生。例如，自体移植会引入导致新的创伤，而自体软骨细胞植入则会引发免疫障碍和纤维软骨形成。因此，当前的研究主要致力于在骨软骨缺损区植入支架材料，并在支架中添加活性成分，提升支架的理化性能和促进骨软骨再生的能力。典型骨软骨组织的界面是一个过渡区，包括较软的弹性透明软骨和坚硬的软骨下骨。现有的支架材料多用于制备透明软骨，当其用于制备软骨下骨时，往往存在强度差，与透明软骨结合差的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于制备关节软骨支架的组合物，其制备得到的关节软骨支架强度高。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种该组合物的制备方法。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种该组合物在制备关节软骨支架中的应用。

为了解决本发明的技术问题，本发明提供了一种用于制备关节软骨支架的组合物，其包括以下重量份的组分：

甲基丙烯酸酯化明胶20～100份，磷酸三钙10～50份，水900～1000份。通过甲基丙烯酸酯明胶与磷酸钙复合，得到的支架具备类似软骨下骨的硬度和孔隙，且具备适宜的降解速率，具有良好的生物安全性。

作为上述技术方案的改进，还包括以下重量份的组分：

黑磷纳米片0.01～1份。黑磷纳米片具有生物降解性，其降解产物是磷酸根离子或磷酸盐，因此具有良好的生物学相容性。同时，磷酸盐是骨再生和发育的必需组分，在刺激成骨和骨整合方面发挥重要作用。因此，黑磷纳米片可提升支架促进骨软骨再生的性能。

作为上述技术方案的改进，还包括以下重量份的组分：

外泌体0.01～5份。进一步的，外泌体为间充质干细胞来源的外泌体，间其具有与干细胞相似的促进组织再生的功能，同时并没有间充质干细胞的致瘤性、免疫不相容性和致染色体畸变缺点。

作为上述技术方案的改进，所述黑磷纳米片的粒径为100～1100nm，其横向尺寸为100～400nm。

作为上述技术方案的改进，由以下重量份的组分组成：

甲基丙烯酸酯化明胶40～60份，磷酸三钙20～35份，黑磷纳米片0.05～0.2份，外泌体0.1～1份，水950～1050份。

相应的，本发明还公开了一种上述的用于制备关节软骨支架的组合物的制备方法，其包括：

(1)提供/制备甲基丙烯酸酯化明胶，提供磷酸三钙和水；

(2)将甲基丙烯酸酯化明胶、磷酸三钙和水混合均匀。

作为上述技术方案的改进，步骤(1)中，甲基丙烯酸酯化明胶的制备方法为：