一种plcl三维多孔支架、plcl-col复合支架及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医学领域，尤其设及一种化化S维多孔支架、PL化-(X)L复合支架 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 各种创伤、运动损伤、骨病等原因造成的关节软骨缺损临床较常见，由于软骨细胞 分裂增殖能力相对较弱、缺乏营养血管等因素，关节软骨修复一直是临床面临的难题。软骨 缺损经常导致关节退行性变，最终形成骨性关节炎，表现为关节活动疼痛、受限，影响人的 生活质量。近年来出现的软骨组织工程有望解决运一问题。
[0003] 支架作为软骨组织工程的=大核屯、之一，可临时作为细胞外基质巧CM)，提供种子 细胞形成组织前赖W生存的支架环境，为细胞在体内外的增殖、分化、营养交换、新陈代谢 及细胞外基质分泌等生理活动提供空间场所和支撑。目前生物支架材料为研究热点，根据 生物材料的差异，可分为天然高分子材料，人工合成高分子材料和复合材料。天然高分子材 料可从生物组织中提取获得，包括胶原、明胶、琼脂、纤维蛋白、壳聚糖、糖胺多糖（透明质 酸、硫酸软骨素）等。天然高分子材料生物相容性良好，毒性较小，可在体内完全降解且降 解产物易被人体吸收而不产生炎症反应；但其降解速率不可控，力学强度相对较弱。人工合 成高分子材料包括无机合成材料和有机合成材料。无机合成材料包括憐酸=巧、纳米径基 憐灰石等陶瓷类材料，有机合成材料则W聚乳酸、聚径基乙酸、聚己内醋和它们的共聚物为 主。人工高分子材料一般具有良好的生物相容性，可控的降解速率，良好的力学性能及可塑 性，但其亲水性不够、对细胞粘附性较差、酸性降解产物可引起炎症反应，并具有一定的免 疫原性。复合材料，包括天然复合材料、人工复合材料、天然与人工复合材料，可弥补各自材 料的不足，制造具备多种材料优点的复合材料，是支架研究的热点。人工合成高分子材料， 生物相容性良好，降解速率可控，具有良好的力学性能及可塑性，但其亲水性不够，影响细 胞的黏附。
[0004] 左旋乳酸-己内醋共聚物（PLCL)作为一种合成高分子化合物，凭着良好的生物 相容性和机械性能等优点，已应用于外科可吸收缝线、人造血管等领域。然而，由于传统的 软骨支架制备方法（包括溶剂诱铸/粒子渐滤技术（盐析法）、相分离/冻干技术、水凝胶 技术、气体发泡技术、静电纺丝技术等）不仅成型步骤繁琐、耗时长，支架孔径、孔隙率不可 控，难W实现支架的个体化制作要求；而且得到的化化表面疏水性较强，细胞黏附性较差， 限制其在软骨组织工程的应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种化化S维多孔支架的制备方法，旨在解决化化由于 表面疏水性较强、细胞黏附性较差限制其在软骨组织工程中的应用、且不适于采用低溫快 速成型技术制备支架的问题。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种化化S维多孔支架。
[0007] 本发明的又一目的在于提供化化-〇)L复合支架的制备方法，已解决化化材料由 于表面疏水性较强、细胞黏附性较差限制其在软骨组织工程中的应用、且不适于采用低溫 快速成型技术制备支架的的问题。
[0008] 本发明的再一目的在于提供化化-(X)L复合支架。
[0009] 本发明是运样实现的，一种化化S维多孔支架的制备方法，所述化化S维多孔支 架采用低溫沉积制造技术制备获得，具体包括W下步骤：
[0010] 通过CAD软件进行建模预处理、Aurora软件进行分层切片，并使用Cark软件设计 化化S维多孔支架的打印参数；
[0011] 将化化溶于有机溶剂中制备化化匀浆液；
[0012] 待成型室溫度降至-25~-35°c时，在成型平台涂抹所述有机溶剂，使用所述Cark 软件设置造型参数后开始打印造型得到化化S维多孔支架预制件；
[0013] 将所述化化S维多孔支架预制件取出后进行冷冻干燥处理，得到化化S维多孔 支架。
[0014] 相应的，一种由上述方法制备获得的化化S维多孔支架。
[0015]W及，一种化化-(X)L复合支架的制备方法，包括W下步骤：
[0016] 提供上述方法制备的化化S维多孔支架；
[0017] 将所述化化S维多孔支架置于质量百分含量为0. 1-0. 3%的化OH溶液中进行第 一浸泡处理，取出后采用蒸馈水浸泡、漂洗，得到第一样品；
[0018] 将所述第一样品置于胶原溶液中进行第二浸泡处理，取出后采用蒸馈水浸泡、漂 洗，得到化化-(X)L复合支架预制件；
[0019] 将所述化化-(X)L复合支架预制件进行冷冻干燥处理，制备得到化化-(X)L复合支 架。
[0020] 相应的，一种由上述方法制备获得的化化-(X)L复合支架。
[0021] 本发明提供的化化S维多孔支架的制备方法，通过LDM技术打印实现，具有良好 的=维立体结构和孔隙率，可望用于软骨组织工程中的理想支架。
[0022] 本发明提供的化化-(X)L复合支架，通过对所述化化S维多孔支架进行化OH处 理、复合胶原，构建化化-(X)L复合支架用于软骨组织工程。首先，选用化化运种弹性、生物 可降解材料更符合软骨的生物力学性能要求，并可通过加入两种原材料的比例调节支架的 性能；其次，选用LDM技术打印=维多孔立体支架，实现支架孔径、孔隙率的可控，更符合支 架材料的个体化和生物学制备；再次，通过化OH改善支架的亲水性并复合胶原，更有利于 细胞在支架的黏附、增殖等活动。由此得到的化化-(X)L复合支架，可明显改善支架的亲水 性、细胞黏附及增殖活动，弥补了化化和(X)L各自性能不足、并发挥两种材料的优势，可望 用于软骨组织工程中的理想支架。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明实施例提供的化化S维多孔支架结构示意图；
[0024] 图2是本发明实施例提供的化化S维多孔支架、PL化-(X)L复合支架、HXL碱处理 支架电镜扫描图；
[00巧]图3是本发明实施例提供的化化S维多孔支架、化化-(X)L复合支架的应力-应 变图；
[0026] 图4是本发明实施例提供的化化S维多孔支架、COL化化-〇)L复合支架红外检 测图；
[0027] 图5是本发明实施例提供的软骨细胞传代培养显微镜图；
[002引图6是本发明实施例提供的甲苯胺蓝染色结果图；
[0029] 图7是本发明实施例提供的胶原免疫巧光图；
[0030] 图8是本发明实施例提供的RT-PCR检测各代软骨细胞基因表达结果图；
[0031] 图9是本发明实施例提供的细胞增殖实验结果图。
【具体实施方式】
[0032] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，W下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033] 左旋乳酸-己内醋共聚物（PLCL)，由左旋乳酸和己内醋聚合而成，具有良好的生 物相容性和力学性能，可通过调节两者加料比例来控制其降解速率，降解受酸碱影响相对 较小，已应用于外科可吸收缝线等领域，可望用于构建理想的软骨支架。化化生物相容性、 力学性能良好，可塑性高，孔隙率高，降解速率可控，但亲水型较差。胶原蛋白，生物相容性、 亲水性良好，抗原性低，但力学性能较差，降解速率不可控。支架制备工艺的不同直接影响 着支架孔径和孔隙率，进而影响支架的力学性能和细胞在支架上的黏附、分化、增殖等活 动。具有高孔隙率和相互连接孔隙的支架结构更有利于细胞的增殖，因而合适孔径和高孔 隙率是支架的重要评估标准。随着制备技术的发展，软骨支架制备经历从传统制备到计算 机辅助技术的过渡。不同支架的制备方法各有优劣，需根据不同的支架材料及修复目的合 理的进行选择。
[0034] 而当前计算机辅助设计（CAD)的快速成型（R巧技术能更好地解决上述问题。RP 技术又称固体自由成型技术，采用离散/堆积成型原理，先用计算机设计出=维立体模型， 再通过分层把=维模型变成多个二维平面，此为材料的离散过程；将分层数据处理，设计加 工参数后，在计算机控制下W平面加工的形式有序、连续地加工每一层，最后"层叠层"地粘 结叠加成=维立体模型，即材料的堆积过程。RP技术成型简便，支架孔径、孔隙率可控，更 符合软骨支架的个体化制造和生产要求。RP技术主要两大类，即基于激光设备的快速成型 工艺和基于喷射-挤出的快速成型工艺，包括选择性激光烧结（SLS)、立体光刻造型（SLA)、 分层实体制造化OM)，后者包括烙融沉积制造（FDM)、S维打印（3DP)、低溫沉积制造（LDM) 等。
[0035] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种化化S维多孔支架的制备方法，所述化化S 维多孔支架采用低溫沉积制造技术制备获得，具体包括W下步骤：
[0036] SOI.通过CAD软件进行建模预处理、Aurora软件进行分层切片，并使用Cark软件 设计化化S维多孔支架的打印参数；
[0037] S02.将化化溶于有机溶剂中制备化化匀浆液；
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