[发明专利]一种组织工程骨软骨复合支架及其制备方法

权利要求书

1.一种组织工程骨软骨复合支架，其特征在于：该骨软骨复合支架包括含定向大孔的定向结构软骨支架（1）和包芯结构骨支架（3）；所述含定向大孔的定向结构软骨支架采用含软骨基质材料的天然高分子材料，定向大孔之间存在相互贯通的小孔；所述的包芯结构骨支架由连续挤出的材料单元交错堆积而成，并形成梯度孔隙结构，该梯度孔隙结构包括材料单元交错堆积形成的大孔，以及材料单元自身的微孔，其中材料单元由包芯结构骨支架内芯（4）和包芯结构骨支架外芯（5）组成，包芯结构骨支架内芯采用人工合成高分子生物材料与钙磷陶瓷的混合物，包芯结构骨支架外芯（5）采用胶原；所述含定向大孔的定向结构软骨支架和包芯结构骨支架通过“溶解-粘接”的方法连接并形成连接层（2）。

2.如权利要求1所述的一种组织工程骨软骨复合支架，其特征在于：所述的含软骨基质材料的天然高分子材料采用牛骨来源的软骨基质材料与壳聚糖、海藻酸钠或明胶的混合物。

3.如权利要求1或2所述的一种组织工程骨软骨复合支架，其特征在于：所述的人工合成的高分子生物材料采用PLGA、PGA或PLA；所述的钙磷陶瓷为磷酸三钙或羟基磷灰石。

4.如权利要求3所述的一种组织工程骨软骨复合支架，其特征在于：所述含定向大孔的定向结构软骨支架中的定向大孔截面直径在20μm-200μm，定向度的OI值在0.8至1之间；所述的材料单元交错堆积形成的大孔（6）直径100μm-1mm，材料单元自身的微孔直径20μm-200μm。

5.如权利要求1所述的一种组织工程骨软骨复合支架，其特征在于：所述的连接层具有均匀孔隙结构，孔隙率60%-90%。

6.如权利要求1或2所述的一种组织工程骨软骨复合支架的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1）将含软骨基质材料的天然高分子材料溶解于水或者醋酸溶液中，制备成质量体积浓度为10～50mg/ml的均匀、无沉淀的混合溶液；所述的含软骨基质材料的天然高分子材料采用牛骨来源的软骨基质材料与壳聚糖、海藻酸钠或明胶的混合物；牛骨来源的软骨基质材料与壳聚糖、海藻酸钠或明胶的质量比是0.5～5:1；

2）将装有混合溶液的模具放置在低于0℃的具有一维温度梯度的环境中，实现溶液的定向结晶，然后通过冷冻干燥形成含定向大孔的定向结构软骨支架；经交联后，清洗冻干备用；

3）将胶原溶解在醋酸溶液中形成胶原溶液，溶液的质量体积浓度为2～20mg/ml；将人工合成的高分子生物材料与钙磷陶瓷的混合物溶解于有机溶剂中，制成质量体积浓度为50～500mg/ml的混合溶液；所述的人工合成的高分子生物材料采用PLGA、PGA或PLA；所述的钙磷陶瓷为磷酸三钙或羟基磷灰石；混合物中的高分子材料与钙磷陶瓷的质量比为1～10：1；

4）使用含包芯喷头的专用挤压喷射装置，使内喷头喷出人工合成的高分子生物材料与钙磷陶瓷的混合溶液，外喷头喷出胶原溶液，形成胶原材料包裹人工合成的高分子生物材料的连续的材料单元，按照预先设计的结构和路径，采用基于快速成形的低温沉积制造工艺连续挤出交错堆积制备成含包芯结构的三维结构；并经过冷冻干燥后形成包芯结构骨支架；经交联剂交联后，冷冻干燥备用；

5）在包芯结构骨支架的表面，利用有机溶剂溶解表层形成薄层熔池，将定向结构软骨支架与包芯结构骨支架在薄层溶池处粘接，通过冷冻干燥，灭菌后，形成具有稳定结构的含有连接层的骨软骨复合支架。

7.如权利要求6所述的一种组织工程骨软骨复合支架的制备方法，其特征在于：所述的醋酸溶液质量体积百分浓度为0.5%-3%，所述的有机溶剂为1，4-二氧六环或氯仿。