[发明专利]一种高强度肋骨梯度多孔支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明属高分子材料技术领域和生物医学工程技术领域。具体涉及一种高强度肋骨梯 度多孔支架的制备方法。

背景技术

组织工程及组织工程支架概念的提出打破了自体骨移植和异体骨移植对骨缺损、骨肿 瘤、骨髓炎等疾病的治疗的束缚，为广大患者提供了更广阔的选择。肋骨骨折、损伤，肋 骨缺失等肋骨疾病的治疗中也常用到组织工程支架。

目前用于临床的肋骨组织工程支架的材料主要为金属材料。以金属为原料的组织工程 支架在手术植入后不可生物降解，在达到治疗目的后，还需二次手术取出。这无疑增加了 病患的痛苦。

近年来，生物可降解材料在组织工程方面的应用为避免二次手术给病患带来的痛苦提 供了选择。脂肪族聚酯是一类重要的生物可降解高分子材料，它们在有水存在的环境或体 液中，能够通过酯键的水解或酶促降解而断链，生成羧基脂肪酸，羧基脂肪酸在体内可参 与三羧酸循环而进一步分解为水和二氧化碳。聚乳酸和聚己内酯是脂肪族聚酯应用于组织 工程中热门的生物材料。聚乳酸的强度较高，但韧性不足；聚己内酯由于其玻璃化转变温 度较低而拥有较好的韧性，将聚乳酸和聚己内酯通过共混或者丙交酯和己内酯共聚的方法 来制备组织工程材料，相互取长补短，可获得强度和韧性均较好的组织工程支架。

聚乳酸和聚己内酯在降解过程中都会产生酸性物质，具体表现为pH值下降，这将会 破坏体内的平衡状态。羟基磷灰石是研究较广泛的生物材料，它是一种呈碱性的物质，将 其引入到脂肪族聚酯材料中不仅可以中和脂肪族聚酯降解所产生的酸性物质，调节pH，使 其恒定在一定范围内，而且还可以增加材料的力学强度。硅酸钙也有类似的作用。

正常骨的骨质分为骨松质和骨密质。骨密质分布于骨的表面，主要满足机械性能的要 求；骨松质结构疏松，分布于骨的内层，骨髓填充于骨松质的网眼中。近年来，仿生研究 不断引起人们的关注，随着科技的进步，骨组织工程支架也期望能够制作出包括孔径、孔 隙率、孔径分布类似于骨结构的组织工程支架。

对于肋骨支架来说，其不仅要有足够的力学强度来支撑胸腔，保护胸腔内的器官，而 且其还要有优异的韧性来适应呼吸中胸腔体积的变化。

基于以上内容，本发明提出一种用生物相容性良好的生物可降解材料通过热压-盐析的 方法来制备模仿天然骨结构的多孔支架。并通过粘结在两层具有孔径变化的多孔支架中引 入力学强度加强层，形成类似于夹心饼干结构高分子仿生肋骨多孔支架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有类似与天然骨孔径分布、具有优异的力学性能的高强 度肋骨梯度多孔支架的制备方法。

本发明制备出的多孔支架通过控制致孔剂的粒径来使支架具有类似于天然骨孔径分 布的结构；通过聚合物、无机盐组成成分比例的变化来调控支架的力学性能，并在支架两 层多孔支架中引入力学加强层，以保证支架的力学强度；为防止聚酯类材料降解过程中产 生的酸性物质打破周围环境的pH值平衡，该支架材料中加入羟基磷灰石或硅酸钙来调节 pH值的恒定。

本发明制备出的多孔支架采用可完全降解的聚酯类高分子材料，降解产物对人体无毒 无害，且降解产物可随新陈代谢排出体外，无需二次手术取出。

本发明提出的高强度肋骨梯度多孔支架的制备方法，具体步骤如下：

(1)用标准筛分别筛取不同粒径的致孔剂，将不同粒径的致孔剂分别置于不同的容器 中，致孔剂质量为聚合物和致孔剂总质量的80～90％，致孔剂的粒径为100～400μm；

(2)称取聚合物，分别置于不同的容器中，容器的数量与步骤(1)不同粒径的致孔剂放置 容器的数量相同，然后分别加入可以溶解聚合物但不能溶解致孔剂、易挥发的溶剂，磁力 搅拌使聚合物溶解，得到聚合物溶液；

(3)称取聚合物质量0.5～10％的羟基磷灰石或硅酸钙，加入到步骤(2)得到的位于不同容 器的聚合物溶液中，磁力搅拌10～30分钟，将含有羟基磷灰石或硅酸钙的聚合物溶液超声 震荡10～30分钟，使羟基磷灰石或硅酸钙均匀分散在聚合物溶液中；

(4)将步骤(1)所得位于不同容器的致孔剂分别加入到步骤(3)所得的相应的聚合物溶液 中，搅拌使致孔剂均匀分散在聚合物溶液中，形成含有不同粒径致孔剂的具有一定流动性 的糊状混合物；