[发明专利]一种骨软骨修复梯度活性支架材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种骨软骨修复梯度活性支架材料，其特征在于：主要由分别载荷有生物活性物质的软骨层、钙化层和软骨下骨层组成，其中钙化层置于软骨层和软骨下骨层中间，所述软骨层与钙化层之间、钙化层和软骨下骨层之间由生物医用可降解聚合物有机连接；所述软骨层由30％-80％II型胶原和20％-70％生物医用可降解聚合物组成，钙化层由10％-40％I型胶原、20％-50％羟基磷灰石和20％-60％生物医用可降解聚合物组成，软骨下骨层由10％-40％I型胶原、30％-70％羟基磷灰石和15％-50％生物医用可降解聚合物组成；所述软骨层、钙化层和软骨下骨层具有相互贯通的孔隙。

2.根据权利要求1所述的骨软骨修复梯度活性支架材料，其特征在于：所述软骨层、钙化层和软骨下骨层的内部为层结构。

3.根据权利要求1所述的骨软骨修复梯度活性支架材料，其特征在于：所述生物医用可降解聚合物为相同材料。

4.根据权利要求1或3所述的骨软骨修复梯度活性支架材料，其特征在于：所述生物医用可降解聚合物是PLGA、PHB、PHBV、PLA、PGA、PCL或PA。

5.根据权利要求1所述的骨软骨修复梯度活性支架材料，其特征在于：所述软骨层孔隙的孔径为200-400微米，钙化层孔隙的孔径为100-200微米，软骨下骨层孔隙的孔径为200-500微米；所述软骨层、钙化层和软骨下骨层的孔隙率为70％-99％，且80％-90％的孔径是互相贯通的。

6.根据权利要求1所述的骨软骨修复梯度活性支架材料，其特征在于：所述生物活性物质为bFGF、TGF和/或BMP的一种或几种。

7.权利要求1-6之一所述的骨软骨修复梯度活性支架材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)HA/Col-I复合粉体的制备：

利用共沉淀法制备一系列不同配比的粉状HA/Col-I复合材料，其中羟基磷灰石含量为50％-80％，I型胶原蛋白含量为20％-50％；

(2)生物活性物质控制释放体系的构建：

用EDC/NHS-Heparin法对步骤(1)制备的HA/Col-I复合粉体及事先制备的II型胶原粉末进行改性处理，利用肝素分子的结合位点通过共价结合方式复合生物活性物质；或

利用微球化技术用壳聚糖或明胶包埋生物活性物质；

(3)骨软骨修复梯度活性支架材料的成型制备：

在步骤(1)制备的HA/Col-I复合粉体中依次添加生物医用可降解聚合物和致孔剂并混合均匀；II型胶原粉体中依次添加生物医用可降解聚合物和致孔剂并混合均匀；添加二氯甲烷溶解混合粉末中的生物医用可降解聚合物，然后按羟基磷灰石含量高低从下至上注入模具；同时引入步骤(2)所构建的生物活性物质控制释放体系，经溶剂溶解挥发成型，即得。

8.根据权利要求7所述的骨软骨修复梯度活性支架材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中生物活性物质控制释放体系是用下述方法制成的：

将胶原放入0.05mol/L MES缓冲液(pH 5.6)里浸泡30min备用，将每1-3g肝素溶于200-500ml含有1-3gEDC和0.5-2gNHS的0.05mol/L MES缓冲液中活化10min，按照胶原与肝素重量比1∶1-3将备用胶原放入含有肝素和EDC/NHS的MES缓冲液中，37℃恒温下轻轻摇动反应4h；然后把改性后的HA/Col-I复合粉体、II型胶原粉末置于含有0.1-100ng/ml生物活性物质的PBS溶液(含有0.5％-2％的BSA，0-4mol/L的NaCl)中，在37℃下恒温孵育24h-72h，使生物活性物质与I型胶原、II型胶原得以复合；或

利用微球化技术用壳聚糖或明胶包埋生物活性物质，所述微球化技术包括交联法、凝聚法、乳化-溶剂蒸发法、溶液包衣法或喷雾干燥法。

9.根据权利要求7所述的骨软骨修复梯度活性支架材料的制备方法，其特征在于：所述致孔剂为氯化钠、氯化钾、蔗糖或甘露醇。

10.权利要求1-6之一所述的骨软骨修复梯度活性支架材料在制备骨软骨复合体方面的应用。