[发明专利]可定向凝固的组织工程支架生产模具

说明书

本发明公开了一种可定向凝固的组织工程支架生产模具，包括底板、侧围壁和顶盖，所述底板和顶盖分别设于侧围壁的上端开口和下端开口上，其中，所述底板与侧围壁密封连接，所述顶盖紧密盖设在侧围壁的上端开口上，底板、侧围壁和顶盖三者围成一个用于容纳组织工程支架溶液的密闭空间；所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；或者，所述顶盖采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和底板采用导热系数小的阻热材料制成。从最终制备的产品来看，相比于非取向支架，本发明的模具制备得到的取向性支架均匀，稳定，力学性能优异。

技术领域

本发明涉及模具结构领域，特别涉及一种可定向凝固的组织工程支架生产模具。

背景技术

关节软骨是一种富含Ⅱ型胶原和糖胺多糖的透明软骨，在关节活动中起到承载机械负荷与润滑关节的作用。与其他组织不同，软骨组织中没有血管、神经，其退变和损伤后的自生修复能力极其有限，损伤达到3mm后就很难修复，而损伤达到6mm后，就会对下骨造成伤害。目前，治疗关节软骨损伤的手术方法主要有微骨折、自体软骨细胞植入(ACI)、镶嵌成形术和同种异体软骨移植等方法。但这几种方法都存在一定的局限性，不能完全恢复自体原始软骨，而且预后具有不确定性，基于此，植入合适的组织工程支架便为解决这一问题提供了更好的解决办法。

软骨组织工程是在一些利于细胞分化和增殖的因子参与下，体外培养和扩增软骨种子细胞，把一定量的种子细胞培养在生物材料支架上，然后移植到软骨缺损部位，形成新的软骨组织，经过重塑形，并与机体组织整合在一起，达到损伤软骨的再生修复。软骨组织工程的内容主要是三个方面：种子细胞、生物材料支架、生长因子，其中，生物材料支架作为细胞外基质的临时替代物，为工程化软骨组织提供三维几何形状，并为种子细胞提供生存的微环境，为细胞的粘附、增殖、分化并最终形成新的软骨组织基本框架和代谢场所，是软骨组织工程成功的关键。

组织工程支架为分为取向支架和非取向支架，非取向支架是一种无序的、各向同性的多孔结构，制备具有取向性结构的支架一方面可以为再植细胞提供直接有效的渗透途径；另一方面，也能够在一定程度上模拟天然软骨组织所具有的取向性微观结构，弥补经过研磨或匀浆后的软骨基质在构建支架时的结构与机械性能的丧失。因此，可定向凝固的组织工程支架生产模具至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提出一种可定向凝固的组织工程支架生产模具，使用该模具制备组织工程支架，力学性能更加优异。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种可定向凝固的组织工程支架生产模具，包括底板、侧围壁和顶盖，所述底板和顶盖分别设于侧围壁的上端开口和下端开口上，其中，所述底板与侧围壁密封连接，所述顶盖紧密盖设在侧围壁的上端开口上，底板、侧围壁和顶盖三者围成一个用于容纳组织工程支架溶液的密闭空间；所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；或者，所述顶盖采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和底板采用导热系数小的阻热材料制成。在产品冷冻过程中，由于侧围壁、顶盖或底板均具有十分优异的阻热性能，而顶盖或底板的另一端又具有高的导热性能，因此，模具能使内部的组织工程支架溶液从底部或顶部单方向与外界传递能量(热量)，组织工程支架溶液也只能从底部逐渐向上或从顶部逐渐向下凝结成固态，从而形成定向结晶的固体支架，然后经过冷冻干燥，进而形成取向支架。

作为优选地，所述底板采用导热系数大的导热材料制成，所述侧围壁和顶盖采用导热系数小的阻热材料制成；此外，制备所述顶盖的材料的导热系数较制备侧围壁的材料的导热系数更低。

作为优选地，本发明中，底板采用纯铜材质的底板，纯铜材质具有优异的导热性能，导热系数为386.4w/(m.k)。侧围壁采用耐酸碱、稳定性高的聚四氟乙烯材质，与铜相比，聚四氟乙烯的导热系数要低的多，为0.256w/(m.k)。顶盖采用冷杉木材质，冷山木的导热系数为0.09W/(m·K)，可以很好的阻隔模具上面的冷气进入模具中。