[发明专利]一种多梯度载药浓度人工骨支架的制备方法

说明书

本发明提出一种多梯度载药浓度人工骨支架的制备方法，通过将不同载药浓度的丝素微球粉末分别同生物胶混合后，将粘稠状液体分别加入到生物三维挤压成型机不同的储液腔中，以羟基磷灰石为主要原材料，通过预先导入的三维模型，层层打印出所需的多梯度载药浓度人工骨支架。本次发明提供的人工骨支架制备方法可以根据病患的自身需求，采用多梯度浓度药物的配置，使人工骨中的药物释放的更加平缓，增加药物有效浓度释放的时间，还可以将多梯度浓度的药物有选择的喷洒在人工骨的特定部位，实现药物在伤口处的靶向作用。

技术领域

本发明涉及医用人工骨移植材料的技术领域，具体涉及一种多梯度浓度的药物包埋的人工骨支架的制备方法。

背景技术

在骨科领域，由于严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等多种原因所致的骨缺损十分常见。创伤性骨损修复过程中，极易引发感染，替代骨移植成功与否与是否感染密切相关。感染性骨缺损的治疗由于既要对骨缺损部位进行修复，又要防治感染，一直以来是骨科临床上所面临的难题。感染之后细菌在植入体表面形成生物膜而使单纯的植骨术因感染不易控制而失败，因此患者往往不能进行一期植骨，而须彻底清创，待感染因素消除、伤口愈合、血管重建后再进行二期植骨修复骨缺损。这种治疗方法既增加了患者的痛苦，也延长了治疗时间。

考虑到骨支架所需的抗感染特性，将抗生素加入纳米骨中可以有效降低感染的风险。人工骨作为成骨细胞的载体，起着为成骨细胞生长提供充足的营养物质和生存空间的重要作用，具有抗感染特性的载药人工骨可以减少患者感染风险，依靠纳米材料的特性，既可保证骨支架的力学性能，又可达到药物在体内的缓释效果。

理想的人工骨修复材料概括起来应具备的特性有：(1)良好的生物相容性与弱的免疫排斥反应；(2)无炎症产生、无毒性；(3)骨传导性与骨诱导再生性；(4)一定的机械强度；(5)药物缓慢释放；(6)适当的孔径与孔隙率；(7)生物降解性，其降解速度不超过新骨长入的骨组织修复速度；(8)可塑性：能在原位固化，固化时间适中，并且能在较低温度下凝固，放热少，对周围骨组织无损伤，并且可预制成所需的任意形状。

药物的控制释放方法目前主要有时间控制与分布控制两种。其中，时间控制是为了实现缓慢释放，使药物能够在一段很长的时间内持续释放。时间控制的机理包括降解控制释放机理与扩散控制释放机理。降解控制释放机理指的是药物随材料的降解而不断地释放出来，药物释放速率决定于材料的降解速度；扩散控制释放机理是利用药物载体与机体的药物浓度差来实现药物的不断释放，浓度差会随着药物释放程度的增加而减小，因此这一释放机理的最大特点是释放速度逐渐减小。当然，也存在以上两种控制释放机理相混合的药物控制释放方式。分布控制是为了实现药物在伤口处的靶向作用，在伤口部位使药物浓度控制在治疗范围，在其他部位控制药物浓度低于药物致毒最低浓度。

丝素蛋白是从蚕丝中提取的蛋白质，具有优良的机械性能，良好的生物相容性，可生物降解以及易携带有关的化学官能团等性质。机械性能方面，机械模量、断裂能力、伸长率这三者的良好平衡，使得丝素具有良好的力学强度与材料韧性，可以再生和加工成不同产品，如薄膜、多孔支架等。丝素超微结构能很好地适应人体的肌体组织，被广泛应用于手术缝合线、人工皮肤、药物缓释载体等。以丝素蛋白为原料制备的丝素微球，具有比表面积大、生物相容性好、可生物降解等优点，正逐渐成为一种重要的药物载体。

万古霉素是糖肽抗生素，对许多革兰阳性细菌，如金黄色葡萄球菌，具有很强的杀菌作用，并且已经应用于多个临床领域。VCM目前被认为是最有效的抗金黄色葡萄球菌感染与治疗的药物。

目前尚无报道利用载万古霉素的丝素微球与生物胶水混合制备载药人工骨支架，同时根据病患的实际情况，制成多梯度载药浓度的人工骨支架，达到药物长久释放和分布控制的效果。

发明内容