[实用新型]多层仿生组织工程骨-软骨生物活性支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及模拟人正常骨-软骨的生理构造的仿生组织工程支架。

背景技术

由于各种创伤、退行性关节炎等原因，常常导致患者关节骨-软骨缺损，为患者带来严重的经济负担和巨大身体痛苦。关节软骨内部无血液提供营养，而且软骨细胞本身为稳定性细胞，损伤后自身修复能力极差。但是，到目前为止，无论是科学研究还是临床研究，都没有一种多层骨-软骨结构的修复方法可以满足骨-软骨损伤的同时修复，并且在平时应用于临床的多种手术方法都未能取得满意的治疗修复效果。

现有的组织工程骨和软骨支架，其内部结构都比较单一，且软骨部分一般都是不规则内部结构，并且缺乏多层复合结构的骨-软骨修复构造。例如，JiaS,LiuL,PanW,MengG,DuanC,ZhangL,XiongZ,LiuJ.Orientedcartilageextracellularmatrix-derivedscaffoldforcartilagetissueengineering.JBiosciBioeng.2012,113(5):647-653，再例如，张腊全，张婷，贾帅军，刘建等，定向结构组织工程软骨支架的构建[J]，航天医学与医学工程，2012,25(3)。由于现有的支架不含有完全与生理结构类似的仿生结构，接种软骨细胞及成骨细胞修复后，其在关节内也不能完全承受应力，在后期的修复过程中，支架经常发生断裂、塌陷等现象。而且目前报道的组织工程支架上所接种的软骨细胞及成骨细胞长期观察的增殖、分化能力较差，骨、软骨组织的长期修复情况不佳，退化情况严重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多层仿生组织工程骨-软骨生物活性支架。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

该支架包括3D打印骨支架层、定向结构层以及设置于定向结构层一侧端面上的光滑仿生层，定向结构层的另一侧端面上设置有钙化仿生层，3D打印骨支架层与钙化仿生层相连，所述光滑仿生层以及钙化仿生层为海绵状结构。

所述光滑仿生层以及钙化仿生层的致密程度大于定向结构层。

所述光滑仿生层中，孔隙大小为3～6μm，孔隙间的距离为2～5μm。

所述钙化仿生层中，孔隙大小为2～4μm，孔隙间的距离为6～8μm。

所述光滑仿生层采用II型胶原制成。

所述钙化仿生层采用II型胶原以及三磷酸钙制成。

所述3D打印骨支架层采用羟基磷灰石以及PLGA制成。

所述光滑仿生层的厚度为30～40μm，定向结构层的厚度为300～400μm，钙化仿生层的厚度为30～50μm，3D打印骨支架层的层数为5～6层，所述5～6层中每一层的厚度为300～400μm。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型将多层结构复合在同一组织工程支架上，对软骨细胞及成骨细胞的生长起到促进的作用，有利于骨-软骨全层的修复，从而达到满意的修复效果。所述光滑仿生层，内部空隙致密，孔与孔之间的距离小，接种软骨细胞后，软骨细胞可以在其内部致密生长，修复后可以保持软骨关节面的光滑平整，同时可以保证软骨表面的光滑程度；所述钙化仿生层起着缓冲关节压力的作用。本实用新型采用完全仿生结构，可以保持关节软骨的完整性，改善了软骨细胞接种之后的应力环境，使得修复后的软骨拥有更好的生物力学性能，可以有效避免目前软骨支架在修复后期经常出现的支架断裂、塌陷的现象。所述3D打印骨支架层可以提高整个支架的力学性能，并与软骨钙化层紧密结合，促进骨-软骨交界面的生长。

进一步的，本实用新型骨支架主要采用羟基磷灰石为原材料，具有良好的生物相容性，软骨支架主要采用II型胶原为原材料，完全符合生理状况下的软骨成分，在支架上接种细胞之后，不会影响细胞的增殖和分化，使得修复后骨-软骨各层的生理作用得到全面恢复。

附图说明

图1为多层仿生组织工程骨-软骨生物活性支架结构纵剖面图；

图中：1为光滑仿生层，2为定向结构层，3为钙化仿生层，4为3D打印骨支架层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做详细说明。