[发明专利]一种压电支架及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种压电支架及其制备方法和应用，该压电支架的制备方法，包括将骨组织器官进行脱细胞处理，而后进行超临界二氧化碳萃取，制得具有三维多孔结构的脱细胞基质；制备载药微球；而后将载药微球与脱细胞基质混合，以使所述载药微球覆于脱细胞基质的表面和填充于脱细胞基质的孔道中，在37～65℃条件下保温至载药微球粘结在脱细胞基质上，制得含载药微球的支架；而后将载药微球的支架浸泡于可降解压电聚合物溶液中，取出沥干后，进行极化处理。本发明压电支架的制备方法所制得的支架可有效延缓药物的释放速率，且具有成骨分化能力和压电响应功能，能有效促进骨组织的修复和重建。

技术领域

本发明涉及生物医学工程和生物医用材料技术领域，尤其是涉及一种压电支架及其制备方法和应用。

背景技术

随着医学、药学以及生物学等学科的不断发展，针对各种疾病的新药层出不穷，但是如何让药物在体内持续稳定的释放依旧是个难题。无论是口服给药还是静脉注射，血药浓度的变化都会出现“峰谷”现象，药物浓度太高会导致较大的毒副作用，而太低则达不到治疗效果。新兴的生物活性大分子药物尽管高效，但生物半衰期短，容易失活，同样也是困扰药物开发者的难题。采用适当的生物材料将药物包埋或吸附，形成药物控释系统，植入到骨组织“病灶”部位，进行局部给药，这种载药系统称为药物控释系统，能够为这些问题提供有效的解决途径。

高分子微球通常指直径在纳米至微米尺度，形状为球形的高分子聚集体。高分子微球以其可设计性和多功能性吸引了越来越多科学工作者的兴趣，并在组织修复与再生领域得到广泛的研究与应用。目前应用于微球的材料主要分为无机材料、天然高分子材料及合成的高分子材料。其中人工合成的可降解高分子材料可以通过改变其原材料化学组成、材料结构及表面性质等，来设计其生物应答特性。但是，由于微球本身的形状、尺寸等，使得微球不适于单独用于骨修复场合。

自载药微球技术被研究以来，其体内性能研究离不开与凝胶体系或支架材料的复合，但现有技术制得的含微球复合支架，通常存在载药微球和支架材料的结合不牢固的问题。另外，支架材料作为构建骨组织工程最基本的载体材料，在骨组织工程中扮演着非常重要的角色。并且研究表明物理刺激如超声刺激、脉冲电刺激、直流电刺激等也具有促进骨缺损的修复，它们的作用机理是促进了与成骨相关基因的表达，增加了局部血流量、营养物质、生长因子的运输以及代谢废物的转移。压电支架是一种可将能量进行转换的功能材料，将其植入骨缺损处后，随着机体的运动能将机械应力产生的形变转化为电效应，产生微电流，其已被证明具有很好的促成骨作用。压电材料促进成骨的机制确切地说是电刺激成骨的机制，电刺激可改善局部血液供应，增加局部组织营养，加速骨形成。

而与人工构建的支架材料相比，脱细胞基质植入缺损部位后可更好地感知“外界”环境，与周围组织、细胞建立信号联系并进行物质交换，介导细胞及各种蛋白质的粘附，主动参与组织修复的整个过程，具有较强的生物应答性。但脱细胞基质只能提供药物的短期释放，无法长效释放药物以持续刺激“病灶”部位，导致脱细胞基质难以单独治疗缺损的组织。且不同的脱细胞方法直接影响所得脱细胞基质的成分和超微结构，进而影响其性能。

目前对骨进行脱细胞处理以制备脱细胞基质，通常采用氯仿和甲醇混合液等有机溶剂，而由于骨组织微孔具有亲水性，这会妨碍微孔与有机溶剂的接触，进而影响潜在的抗原物质在处理过程中的去除，进而影响脱细胞基质的性能；另外，对于在处理过程中微孔深层表面吸附的有机溶剂，在清洗过程中可能没有完全清除，进而会造成有害物质残留，应用于人体可能会危害人体健康。因此，迫切需要寻求一种安全可靠、同时拥有药物控释和压电响应功能的支架材料。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压电支架及其制备方法和应用。

本发明的第一方面，提供一种压电支架的制备方法，包括以下步骤：

S1、将骨组织器官进行脱细胞处理，而后进行超临界二氧化碳萃取，制得具有三维多孔结构的脱细胞基质；

S2、制备载药微球；