[发明专利]一种用于胆管修复的3D打印支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于胆管修复的3D打印支架及其制备方法。本发明采用具有良好力学性能的聚己内酯作为复合管状支架的内层，增强了复合支架的力学性能，有利于维持支架形状；利用GelMA作为支架外壳，提高复合支架的生物相容性；此外，多肽促进了细胞的粘附与增殖；添加MRI成像剂使得复合管状支架具有MRI成像功能。该复合管状支架具有优异的胆管修复效果，为胆管修复的诊疗一体化提供了新思路。

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，具体涉及一种用于胆管修复的3D打印支架及其制备方法。

背景技术

胆道手术是外科手术的难点，术中损伤胆管的修复、修复后发生再狭窄以及胆道恶性狭窄的治疗一直是腹部外科的难题。近年来，随着临床对胆道远端Oddi括约肌功能的逐步重视，各种形式的胆道修复术得到了发展。目前国内外开展的多为自体组织修复，如带血管蒂胆囊瓣、胃瓣、空肠瓣等胆道修复。但由于自体组织必须取自健康部位，增加了创伤，且远期疗效尚不肯定，而同种异体或异种移植又存在难以避免的免疫排斥，人工材料因此成为克服组织缺损的第三种选择。20世纪80年代组织工程学的出现，为人类修复器官缺损带来了新的希望。

组织工程的三个关键要素是支架材料、种子细胞以及细胞和材料的复合。支架在组织工程策略中扮演着一个关键角色。支架不仅应为细胞提供物理支持，还应使细胞能够形成高度有序的有功能的组织。早期的研究报道用于替代胆管的不可降解型支架材料包括涤纶、聚四氟乙烯、氟橡胶等，这些不可降解材料会不可避免地引起机体的纤维细胞增生反应，对胆管上皮细胞的黏附生长以及细胞外基质的沉积造成影响。因此，不可降解材料胆管只能起到暂时替代的功用，而以可降解材料为基础的组织工程化胆管成为研究的热点。

聚己内酯(PCL)是一种半结晶性的线性疏水聚合物，具有良好的生物相容性及力学性能，降解产物于人体无害，其降解过程主要是水解及断裂过程，具有一定的抗快速降解性，是一种理想的生物医用材料。但由于PCL表面缺乏细胞亲和位点且降解速度较慢，因此该材料在应用中仍需进一步改性。

水凝胶是一种由亲水性集团相互交联构成的网络支架材料，因其与细胞外基质(ECM)具有诸多相似性，能够良好的支持附着于其表面、或包裹于其中的细胞的各项生物学行为，已被广泛用于牙周组织工程支架的研究。近年来开发出的一种新型光敏水凝胶—甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)得到了学者们的广泛青睐，其优点包括：结构上具有细胞粘附位点及基质金属蛋白酶水解位点，故可良好支持细胞的增殖及迁徙；甲基丙烯酸酐基团的存在使其具有光敏性，能够在紫外光照射下快速交联；理化性能灵活可调；能够通过诸多微制造工艺，如生物打印、光刻技术、自组装、微流体技术等，制造出具有独特形貌特点的结构单元等。GelMA水凝胶在已被证实其在骨、软骨、心肌、血管等组织再生方面的独特优势，并且在基础细胞研究、细胞信号传导、药物/基因控释及生物感应等领域亦取得了较好的结果。GelMA水凝胶虽然容易被生物降解，且无抗原性，具有良好的组织相容性，然而其力学性能较差。

超小型氧化铁颗粒(USPIO)构建分子探针用于临床医学诊断、靶向药物输送并取得较好的效果。USPIO是T2负性造影剂，使病灶与正常组织之间对比度更加显著。USPIO主要成分为Fe₃O₄或Fe₂O₃，粒子直径小(小于30nm)，血浆半衰期长，生物相容性高。作为网状内皮系统特异性造影剂，USPIO进入体内后不会被巨噬细胞吞噬，细胞代谢后进入人体正常血浆铁池进一步代谢，毒副作用低。

骨髓间充质干细胞(BMSC)具有强大的增殖能力及多向分化潜能，在体内、外均有向神经细胞分化的潜能；且具有来源广泛、易于培养和自体移植不引起排斥反应；不涉及伦理问题等特点，是目前神经组织工程理想的种子细胞。

可见，有必要对制备一种具有MRI成像功能，能够负载骨髓间充质干细胞(BMSC)的复合管状支架，提高细胞与支架的融合度，改善支架材料的生物相容性，对胆管进行诊疗一体化修复。

发明内容