[发明专利]一种骨软骨修复材料及组织工程支架的制备方法

权利要求书

1.一种骨软骨修复材料，其特征在于，所述材料包括依次设置的软骨下骨层、界面层和软骨层，界面层位于软骨下骨层与软骨层之间，该材料包括按照重量份数计的以下组分：油溶性高分子材料10-40份、生物陶瓷粉体10-50份、油性溶剂50-100份、水溶性生物活性材料0.1-1份、水2-30份、乳化剂大于0小于1份、水凝胶材料10-30份、种子细胞大于0份-10份以及培养基50-100份；

其中，软骨下骨层和软骨层采用的材料分别包括油溶性高分子材料。

2.根据权利要求1所述的骨软骨修复材料，其特征在于，所述软骨下骨层采用的油溶性高分子材料为消旋聚乳酸（PDLLA）、乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）、左旋聚乳酸（PLLA）或聚-β-羟丁酸（PHB）；

软骨层采用的油溶性高分子材料为热响应形状记忆聚合物，该热响应形状记忆聚合物具体为聚己内酯（PCL），或者聚乳酸-三亚甲基碳酸酯（PLA-PTMC），其中LA：TMC为60：40-80：20；或者聚乳酸-三亚甲基碳酸酯（PLA-PTMC），其中LA：TMC为85：15-95：5。

3.根据权利要求1所述的骨软骨修复材料，其特征在于，所述油性溶剂具体为二氯甲烷；所属生物陶瓷为纳米磷酸钙、beta-磷酸三钙或纳米羟基磷灰石；水为去离子水；乳化剂为聚乙烯醇（PVA）、司盘80或者纤维素酯。

4.根据权利要求1所述的骨软骨修复材料，其特征在于，所述水溶性生物活性材料包括水溶性成骨生物活性材料和水溶性成软骨生物活性材料；其中，水溶性成骨生物活性材料具体为骨形成性蛋白、BMP族生长因子或成骨多肽；水溶性成软骨生物活性材料为转化生长因子TGF-β1、TGF-β2或TGF-β3。

5.根据权利要求1所述的骨软骨修复材料，其特征在于，所述水凝胶材料为I型胶原蛋白水凝胶、藻酸盐、甲基丙烯酸酐化明胶（GelMA）或双交联水凝胶，该双交联水凝胶的成分为水、明胶、双键化β-环糊精、分子量700-10000的聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA）和紫外光引发剂，其中水：明胶：双键化β-环糊精：聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA）：紫外光引发剂为100份：12份：8份：1份：0.1份，经365nm紫外光（UV）照射10分钟成胶。

6.根据权利要求1所述的骨软骨修复材料，其特征在于，所述种子细胞为人骨髓间充质干细胞、软骨细胞、成骨细胞、人软骨细胞、兔骨髓间充质干细胞、软骨细胞、成骨细胞、兔软骨细胞、大鼠骨髓间充质干细胞、软骨细胞、成骨细胞或兔软骨细胞。

7.一种骨软骨组织工程支架的制备方法，包括以下步骤：

制备软骨下骨层，将油溶性高分子材料溶于油溶性溶剂中形成油溶性高分子材料/油溶性溶剂溶液，将生物陶瓷粉体溶于该油溶性高分子材料/油溶性溶剂溶液中形成油溶性高分子材料/油溶性溶剂/生物陶瓷粉体溶液，再将水溶性成骨生物活性材料溶于水中形成水溶性成骨溶液，接着将油溶性高分子材料/油溶性溶剂/生物陶瓷粉体溶液、水溶性成骨溶液及乳化剂混合搅拌均匀得到软骨下骨层支架成型墨水，将该软骨下骨层支架成型墨水转移至3D打印设备中打印得到软骨下骨层；

制备软骨层，将油溶性高分子材料溶于油溶性溶剂中形成油溶性高分子材料/油溶性溶剂溶液，再将水溶性成软骨生物活性材料溶于水中形成水溶性成软骨溶液，接着将油溶性高分子材料/油溶性溶剂溶液、水溶性成软骨溶液和乳化剂混合搅拌均匀得到软骨层支架成型墨水，将该软骨层支架成型墨水转移到3D打印设备中，在软骨下骨层上打印构建得到软骨层，得到骨软骨结构支架；

将骨软骨结构支架风干去除溶剂；

配制种子细胞溶液和水凝胶溶液，将该种子细胞溶液和水凝胶溶液混合形成混合溶液，将该混合溶液灌注在骨软骨结构支架的软骨层孔隙中；然后将骨软骨结构支架转移至37摄氏度培养基中培养使混合溶液中的水凝胶材料凝胶，实现软骨层干细胞负载及凝胶环境构建；

然后在软骨下骨层灌注种子细胞溶液，实现干细胞在软骨下骨层的黏附，得到组织工程支架成品。