[发明专利]一种含多级孔的生物活性玻璃/聚乳酸-羟基乙酸共聚物复合支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含多级孔的生物活性玻璃/聚乳酸‑羟基乙酸共聚物复合支架及其制备方法。该含多级孔的生物活性玻璃/聚乳酸‑羟基乙酸共聚物（PLGA）复合支架由以下方法制得：将生物活性玻璃、莰烯、聚乳酸‑羟基乙酸共聚物（PLGA）按一定比例依次加入至有机溶剂1,4‑二氧六环中，超声、搅拌并分散均匀，然后倒入模具中，预冻成型后冷冻干燥。该支架制备工艺简单，操作便捷，质量稳定；由于生物活性玻璃的加入，可补充提高力学性能，其具有良好的生物活性和骨诱导性；另外莰烯的加入，可仿生构建出与天然骨类似的多级连通孔结构，在骨缺损修复和骨组织工程等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料的制备领域，具体涉及一种含多级孔结构的生物活性玻璃/聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）复合支架及其制备方法。

背景技术

目前临床上对骨缺损患者的治疗还普遍使用传统的自体骨移植和异体骨移 植，但是由于自体骨移植来源有限、供体不足，异体骨移植存在免疫排斥和疾病 传染等缺点，难以满足病患对骨修复的要求，因此临床对具有修复功能的骨组织 工程支架的需求越来越强烈，这也促使骨修复支架研究的迅猛发展，并使骨修复 材料的研究和开发成为国际研究热点。

骨组织的主要成分是胶原和羟基磷灰石。基于仿生学角度，采用与天然骨成分相似的有机和无机物制备骨修复材料已成为目前的研究热点之一。生物活性玻璃作为典型的无机非金属生物医学材料，具有良好的生物相容性、骨引导性和骨诱导性，在骨修复领域具有广泛的应用。聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）由两种单体——乳酸和羟基乙酸随机聚合而成的线性聚合物，是一种可降解的功能高分子有机化合物，具有良好的生物相容性、无毒、良好的成囊和成膜的性能，被广泛应用于制药、医用工程材料和现代化工业领域。同时，PLGA已通过美国FDA认证，被正式作为药用辅料收录进美国药典。生物活性玻璃/聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）复合材料在组成上与人骨组织类似，且具有良好的生物相容性和诱导成骨作用等生物学特性，在一定程度上满足骨修复材料的要求。

另外，骨具有天然的多级孔结构，根据仿生学原理，具有多级孔结构的组织工程骨修复支架更有利于骨修复过程的进行。骨修复支架的功能是为细胞的增殖提供三维空间和新陈代谢的环境，并决定新生组织、器官的形状和大小。理想的细胞支架首先应该具有互相连通的三维多孔结构和足够的比表面积，以提高细胞接种的密度，并有利于所需营养成分的供给和代谢废物的排放，促使接种细胞通过骨架孔隙向周围组织扩散，便于组织中血管和神经的生成。但是目前骨修复支架依然存在多级孔结构难构建的技术问题，并最终导致体液浸润效果不佳、支架内部细胞存活缺乏足够的营养物质以及骨、血管长入情况不理想等问题。

莰烯，2,2-二甲基-3-亚甲基二环[2,2,1]庚烷，白色蜡质固体，一种易挥发性物质，可用于组织工程支架的制备，通过将其与溶剂一起去除，构建孔结构。在生物活性玻璃/聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）复合支架中加入莰烯，其在预冻成型过程中形成微晶，并在冷冻干燥时升华致微孔，最终与有机溶剂形成的较大孔结构结合，仿生构建出类似于天然骨的多级孔结构，从而促进细胞粘附及长入并提升骨修复效果。

本发明采用冷冻干燥法制备含多级孔结构的生物活性玻璃/聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）复合支架。该复合支架具有较好的力学性能，且生物活性玻璃释放的Si、Ca和P离子可有效促进骨修复；同时，莰烯与有机溶剂的去除形成了数微米至百微米的连通多级孔结构，有利于体液浸润、营养物质运输及细胞长入。该支架制备方法简单，操作便捷，在骨组织修复领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有支架在结构上的缺陷，提供一种含多级孔结构的生物活性玻璃/聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）复合支架及其制备方法，获得一种具有良好生物活性和骨诱导能力的多级孔修复支架，仿生天然骨结构和成分，促进骨组织的修复和再生。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下。