[发明专利]一种用于骨组织再生的生物支架

说明书

技术领域

本发明涉及一种外科手术用医用材料，特别涉及一种医学外科手术中骨组织再生的生物支架。 

背景技术

 骨缺损、骨不连是骨科治疗的一个难题，传统的骨缺损修复方法是自体骨植，虽然可以取得满意的疗效，但必须牺牲自体健康组织，且来源有限。目前流行的同种异体骨植入术同样也存在来源困难、价格高昂、传播疾病及多次手术、免疫排斥等弊端，而不能作为解决问题的最佳方法。

支架材料作为人工细胞外基质承载种子细胞是组织工程研究的重要内容之一。骨组织工程用支架材料一般需要满足以下几个要求:生物相容性好;易成型，可以根据需要加工成各种形状和大小;良好的降解性，降解产物对人体无害;具有骨传导性;适合的孔径大小，保证新生骨组织的长入和营养物质的运输供应以及一定的机械强度，对抗周围组织对缺损部位的压迫以及防止纤维组织的长入。对于骨组织修复具有潜在应用价值的生物材料包括陶瓷制品(羟磷灰石和磷酸三钙)和聚合物(a-羟基酸，乳酸聚合物，甘油酸聚合物等)。但是这些陶瓷制品作为支架材料易碎并且其降解产物降低局部的pH值，进而加速聚合物降解速度导致炎症发生。近年来，以壳聚糖为支架的材料在骨组织工程中的应用正受到越来越多的关注。壳聚糖是一种理想的高分子生物材料，它具有机体反应小、良好的生物降解性、无毒、来源广泛、价格便宜、天然抗菌性以及具有可任意塑性如多孔结构的特点，使其能够适合细胞的内在生长以及骨的传导，在组织工程中显示出巨大的应用价值。因此。以壳聚糖为支架的材料在骨组织工程中的应用正受到越来越多的关注。但是，目前现有的壳聚糖多只能作为支架材料，而不能作为携载活性生长因子的载体，并且多种细胞在其表面及内部不能很好的生长，从而不能很好的促进骨再生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有材料支架的缺陷，研制一种可携载骨生长诱导因子和活性细胞、在物理学和生物化学特性上都适合骨修复的壳聚糖复合物的生物支架。

 一种用于骨组织再生的生物支架，其特征在于：所述生物支架由壳聚糖聚合物管和充填在管内的壳聚糖聚合物构成，所述壳聚糖聚合物由天然壳聚糖粉、明胶粉、京尼平溶液 、甘油-2-磷酸二钠粉剂；所述制备方法具体包括合成前原材料的准备阶段和合成阶段；在合成前原材料的准备阶段，需要利用醋酸溶液将天然壳聚糖粉溶解成质量浓度为(1-2)%的壳聚糖溶液，用纯水将明胶粉溶解成质量浓度为(1.5-2)%的明胶溶液，利用医用酒精将京尼平溶液稀释成质量浓度为(0.3-0.7)%京尼平-酒精溶液，用纯水将甘油-2-磷酸二钠配成浓度为(0.5-0.9)g/ml的甘油-2-磷酸二钠溶液；在壳聚糖聚合物的合成阶段中使天然壳聚糖分别与京尼平和甘油-2-磷酸二钠实现化学交链和离子交联，从而获得凝胶状的壳聚糖聚合物。

所述合成前原材料的准备阶段具体为：

（1）利用质量浓度为0.4%的醋酸溶液，将天然壳聚糖粉溶解成质量浓度为1.85%的壳聚糖溶液，然后加热至35°C，搅拌2-3天后，过滤溶液并在110°C下高温消毒待用；（2）然后，用纯水将明胶粉溶解成质量浓度为1.8%的溶液，并在110°C下高温消毒待用；（3）之后，利用体积浓度为75%的医用酒精将京尼平溶液稀释成质量浓度为0.5%的京尼平-酒精溶液；（4）最后，用纯水将甘油-2-磷酸二钠配成浓度为0.8g/ml的甘油-2-磷酸二钠溶液，并加热到 50^o C待用。

 所述壳聚糖聚合物的合成步骤包括：

步骤一、将配制好的壳聚糖溶液、明胶溶液与纯水混合形成混合液，上述三者是按照一定体积比进行混合的，所述体积比一般为（3-6）:1:（1-5）；步骤二、在搅拌器上搅拌上述混合液20-30分钟，以使天然壳聚糖与明胶混匀，然后加热至35°C；步骤三、然后将稀释好的京尼平-酒精溶液加入步骤二所形成混合液中，所述京尼平-酒精溶液与步骤二所形成混合液之间的体积比为1：（20-50），之后搅拌30-60分钟使混匀，以实现化学交联过程；步骤四：完成步骤三之后，再将配制好的甘油-2-磷酸二钠溶液加入，所述甘油-2-磷酸二钠溶液与步骤三所形成液体的之间的体积比为1:20-200，搅拌5分钟使混合均匀，实现离子交联过程；步骤五：将完全交联后形成的壳聚糖聚合物----放入37°C温箱待用。

 在壳聚糖聚合物的合成阶段中，步骤一中的体积比为3:1:2；步骤三中的体积比为1:35，步骤四中的体积比为1:120。