[发明专利]一种负载离子和几何图案信号的医用骨膜支架及其构建方法

权利要求书

1.一种采用离子和几何图案信号协同构建的医用骨膜支架的构建方法，其特征在于，所述医用骨膜支架包括三层纤维结构：

内表面纤维层：由波浪形、取向排列、疏松多孔纤维构成，为可降解且可拉伸高分子材料，为骨膜支架提供几何图案信号递送；

中间纤维层：由网格状纤维构成，为可降解且可拉伸高分子材料，为骨膜支架提供力学支撑；

外表面纤维层：由无序、致密的复合纤维构成，为70 ~ 95 wt%的可降解高分子材料和5~ 30 wt%的离子掺杂的生物陶瓷微纳米颗粒，为骨膜支架提供离子信号递送；

其构建方法，包括如下步骤：

（1）可降解且可拉伸高分子材料配制成溶液后通过近场电流体直写技术获得图案化的中间纤维层，作为骨膜支架的支撑骨架；

（2）可降解且可拉伸高分子材料配制成溶液后在中间纤维层某一表面通过静电纺丝沉积内表面纤维层，再经单轴机械拉制技术得到取向性疏松多孔纤维，为骨膜支架递送几何图案信号；

（3）可降解高分子材料和离子掺杂的生物陶瓷微纳米颗粒混合配制成溶液后在中间纤维层另一表面通过静电纺丝沉积外表面纤维层，为骨膜支架递送离子信号；

所述可降解且可拉伸高分子材料和可降解高分子材料均选自聚己内酯及其衍生物、聚氨酯及其衍生物、胶原及其衍生物、丝素蛋白及其衍生物中的至少一种；

近场电流体直写技术工艺参数为：溶液流速1 ~ 200 μl/min、针尖-收集板距离0.1 ~4 mm、电压0.5 ~ 4 kV、针头内径0.06 ~ 0.72 mm、直写平台移动速度10 ~ 300 mm/s、收集板为半导体硅片、316 L不锈钢片或铜片；中间纤维层平均宽度为50 ~ 300 μm；

单轴机械拉制技术工艺参数为：温度0 ~ 50 ^OC、应变速率为5 ~ 50 mm/min、预定应变值为200 ~ 800 %。

2.根据权利要求1所述的一种采用离子和几何图案信号协同构建的医用骨膜支架的构建方法，其特征在于：所述中间纤维层具有直线网格图案或者不同角度的折线网格图案，其中受拉伸方向为细纤维，非受拉方向为粗纤维；细纤维宽度为50 ~ 100 μm、粗纤维宽度为100 ~ 300 μm。

3.根据权利要求1所述的一种采用离子和几何图案信号协同构建的医用骨膜支架的构建方法，其特征在于：所述离子掺杂的生物陶瓷微纳米颗粒中，离子选自铜、银、镁、钴和硅中的一种或几种，所述离子的掺杂量为占生物陶瓷微纳米颗粒的质量分数为0.3~5.7 wt%。

4.根据权利要求1所述的一种采用离子和几何图案信号协同构建的医用骨膜支架的构建方法，其特征在于：所述生物陶瓷微纳米颗粒选自三磷酸钙及其衍生物、羟基磷灰石及其衍生物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种采用离子和几何图案信号协同构建的医用骨膜支架的构建方法，其特征在于：步骤（1）中，溶液中的可降解且可拉伸高分子材料的浓度为0.05~0.30g/ml，溶剂为二氯甲烷、氯仿、醋酸中的至少一种与甲醇、乙醇中的至少一种的混合溶剂，其体积之比为3:7~7:3。

6.根据权利要求1所述的一种采用离子和几何图案信号协同构建的医用骨膜支架的构建方法，其特征在于：步骤（2）中，溶液中的可降解且可拉伸高分子材料的质量分数为5~15%，溶剂为二氯甲烷、氯仿、醋酸中的至少一种与甲醇、乙醇中的至少一种的混合溶剂，其体积之比为3:7~7:3；

静电纺丝工艺参数为：溶液流量为5 ~ 100 μL/min、针尖-收集板距离：80 ~ 250 mm、电压：8 ~ 25 kV、针头内径0.06 ~ 0.72 mm；内表面纤维平均直径为0.5 ~ 20μm。