[发明专利]一种用于修复腹壁缺损的水凝胶复合生物补片制备方法

说明书

本发明涉及生物医学组织工程技术领域，本发明公开了一种用于修复腹壁缺损的水凝胶复合生物补片制备方法。该制备方法以猪真皮去细胞外基质粉末与明胶作为生物材料，通过使用模具浇注和酶促交联成形的工艺制备出复合的水凝胶生物补片。本发明使用生物材料猪真皮去细胞外基质粉末与明胶混合制备补片，不仅水凝胶补片表现出优异的生物相容性，而且增强了水凝胶补片的生物力学特性，解决了现有单一材料补片的不足。同时，其制备过程简单且所需材料容易获得。本发明制备的复合生物补片支架含有预血管化通道，有助于氧气，营养物质交换以及代谢废物排出，加快组织的血管化速度；此外，贯通的通道结构有助于细胞和组织在支架中的长入，可加快腹壁组织重建，有助于解决生物补片现存技术瓶颈，有效改善腹壁缺损修复的治疗效果。

技术领域

本发明涉及生物医学组织工程技术领域,特别涉及一种用于修复腹壁缺损的水凝胶复合生物补片制备方法。

背景技术

在当今临床外科手术中，腹壁缺损是一种常见的疾病，腹壁疝气、腹壁严重战创伤、意外事故、腹壁肿瘤扩大切除等均可造成腹壁缺损的形成。传统的手术治疗主要是将腹壁缺损周围的肌肉或韧带强行缝合, 术后病人疼痛明显, 恢复时间长, 复发率高。人工补片的出现使腹壁治疗有了突破性进展。通过腹腔内补片植入术将腹壁缺损处进行缝补，减轻腹壁张力，加快患者伤口修复。

人造网状补片是目前常见的人工补片之一，可分为不可吸收或可吸收型两种类型。常见的制备材料为聚酯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乙内酯、聚羟基乙酸等。其中合成不吸收材料具有良好的力学性能，但不可吸收降解在体内为终身异物,可能引起肠痪、肠梗阻、感染等并发症,对于已感染或污染的创伤不能适用；对于可吸收聚合物材料，其亲水性差，细胞黏附能力小，而且肠道粘连现象严重及炎症反应，不能满足腹壁缺损的治疗需求。随着近些年的发展，生物补片的研发和应用成为当前腹壁缺损研究的一个重要方向。生物补片是指取自同种、异种的组织,经脱细胞处理去除组织中含有的各种细胞而完整保留细胞外基质的三维框架结构并能用于修复人体软组织的材料。其来源于猪、牛、人等哺乳动物的富含胶原的组织，常见的例如皮肤、小肠粘膜下层、膀胱及包心等。经过脱细胞技术处理之后就直接用于腹壁缺损的重建与修复。然而发现依然存在以下的问题：1.单一脱细胞组织进行腹壁修复时，其机械性能差难以支撑细胞与组织的生长；2.脱细胞组织植入体内之后，其降解速度过快，新生组织没有重建完整，导致损伤处容易疝气复发。3.直接使用脱细胞组织进行手术修复时，其材料过于致密，难以血管化和氧气、营养物质交换及代谢物排出。此外，宿主细胞及新生组织难以长入材料内部，不利于缺损修复。因此，研究开发一种具有良好机械性能，生物相容性好，能够促进血管化，有助于细胞和组织长入，粘连性小及不易引起排斥反应的可降解复合生物补片是临床上极大的需求。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有补片支架存在的不足，提供一种用于修复腹壁缺损的水凝胶复合生物补片制备方法，该水凝胶复合生物补片是通过使用猪的真皮去细胞外基质粉末与明胶材料通过模具浇注和酶促交联的方法制备而成。具有良好的生物力学性能和生物相容性，并且该生物补片具有预血管化通道结构，有助于宿主细胞和组织的长入，为细胞和组织生长提供氧气、营养物质交换和废物排泄，促进组织血管化，加快组织重建及腹壁修复；有助于解决生物补片现存瓶颈，进一步改善腹壁缺损修复的治疗效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于修复腹壁缺损的水凝胶复合生物补片制备方法，使用猪真皮去细胞基质粉末和明胶作为材料，通过模具浇注和酶促交联成形的方法复合制备含有预血管化通道的复合生物补片，制备步骤如下：

a.浇注模具的设计：浇注模具包括两部分结构，包含圆柱结构的模具底座和模具外套，二者之间通过嵌套的方式组合在一起。在设计模具成形底座时，底座圆柱之间的距离设计为500-800微米，由于营养传输渗透距离为200-400微米之间，底座设计圆柱的目的在于后续成形水凝胶补片时形成预血管通道网络。圆柱的直径设计为500微米。其模具结构及大小可按照所需补片的大小及形状进行设计，然后通过3D打印成形浇注模具。