[发明专利]一种仿生学三相组织工程支架

说明书

本申请公开了一种仿生学三相组织工程支架，包括多个支架层，支架层沿纵向叠加，所述支架层包括沿横向依次分布的骨支架、软骨支架和肌腱支架，相邻层的骨支架至少部分相互抵接，相邻层的软骨支架至少部分相互抵接，相邻层的肌腱支架至少部分相互抵接，其中至少两层支架层中的骨支架、软骨支架和肌腱支架的所占区域的位置和/或比例不同。上述方案通过控制各个支架层中的骨支架、软骨支架和肌腱支架所占区域的位置和/或比例，使得由各个支架层叠加得到的工程支架具有仿生特性，可以根据实际组织中骨支架、软骨支架以及肌腱支架的位置和/或比例进行构建，使其具有较为正常的组织型态，而非简单地平齐结构，更加符合人体生理结构。

技术领域

本发明主要涉及骨腱连接点缺损修复技术，尤其涉及一种仿生学三相组织工程支架及其构建方法。

背景技术

以下内容仅为发明人对相关技术领域知识的认知，并不必然构成现有技术。

组织工程技术的出现与蓬勃发展，激励临床医师及研究人员试图通过组织工程策略来解决这一难题。传统组织工程骨腱界面再生策略存在以下问题：1)现有支架仅从形态结构、梯度矿化、力学性能中的一个或两个方面特性进行仿生设计，缺乏多重仿生特性；2)现有支架多由人工合成材料制备，且在支架的骨、纤维软骨和肌腱不同区域缺乏干细胞定向诱导分化的特性；3)外源性种子细胞的引入存在致瘤风险，并且体外将种子细胞负载于支架，构建组织工程移植物的操作过程繁琐、保存困难。“区域诱导活性支架”概念为组织工程骨腱界面再生策略研究提供了一种新的思维模式。该模式强调支架不同区域分别应具有成骨、成软骨、成肌腱的诱导作用，为体内原位再生提供适宜的微环境。这种设计有助于直接从体内环境诱导内源性干细胞迁入支架并定向分化，从而规避了种子细胞的引入，利于在原位修复特征性骨-纤维软骨-肌腱结构。但现有的组织工程支架没有考虑到如何模拟正常的骨腱界面骨-软骨-肌腱三相结构，导致现有支架缺乏正常地组织形态及抗牵拉力学性能双重仿生特性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明解决的方式是提供能有效模拟正常骨腱界面，具有仿生特性的三相组织工程支架及其构建方法的实施例。

一方面，实施例提供一种仿生学三相组织工程支架，包括多个支架层，支架层沿纵向叠加，所述支架层包括沿横向依次分布的骨支架、软骨支架和肌腱支架，相邻层的骨支架至少部分相互抵接，相邻层的软骨支架至少部分相互抵接，相邻层的肌腱支架至少部分相互抵接，其中至少两层支架层中的骨支架、软骨支架和肌腱支架的所占区域的位置和/或比例不同。

在其中一种实施例中，每层的骨支架、软骨支架以及肌腱支架为一体结构。

在其中一种实施例中，每层的软骨支架以及肌腱支架都为沿纵向分层结构，或者每层的骨支架以及软骨支架都为沿纵向分层结构。

在其中一种实施例中，每层的软骨支架以及肌腱支架都为沿纵向分层结构，每层的部分骨支架沿纵向分层；或者每层的骨支架以及软骨支架都为沿纵向分层结构，每层的部分肌腱支架沿纵向分层。

在其中一种实施例中，每层的骨支架、软骨支架以及肌腱支架的上下表面均设有生长因子涂层。

在其中一种实施例中，所述支架层的长宽相同。

在其中一种实施例中，所述组织工程支架为长方体结构。

在其中一种实施例中，各层支架层中的骨支架、软骨支架和肌腱支架的所占区域比例不同。

在其中一种实施例中，相邻层的骨支架抵接的抵接面积大于等于相邻层中横截面积较小一方的横截面积的30％，优选为50％，相邻层的软骨支架抵接的抵接面积大于等于相邻层中横截面积较小一方的横截面积的30％，优选为50％，相邻层的肌腱支架抵接的抵接面积大于等于相邻层中横截面积较小一方的横截面积的30％，优选为50％。

在其中一种实施例中，至少一层支架层中的骨支架与邻层的软骨支架部分或全部抵接。