[发明专利]可塑形的长段骨修复材料及生物活性因子可控缓释的骨组织工程支架的制备方法

说明书

本发明涉及再生医学材料技术领域，公开了一种可塑形的长段骨修复材料及生物活性因子可控缓释的骨组织工程支架的制备方法。所述长段骨修复材料按照质量份计，包括溶于有机溶剂且不溶于水的高分子材料10～40份、生物陶瓷粉体20～60份、油性溶剂50～100份、水溶性生物活性因子0.1～1份、水2～40份、乳化剂大于0小于1份。所述可塑形的长段骨修复材料通过高分子材料与生物陶瓷粉体结合，以便材料成型后具有各向异性力学特性及宏－微观结构，保持良好力学强度及仿生骨组织结构，形成具有较高孔隙率和机械强度的骨组织工程支架，解决现有的骨组织工程支架在较高的孔隙率和机械强度不能同时兼容的问题。

技术领域

本发明涉及再生医学材料技术领域，特别是涉及一种可塑形的长段骨修复材料及生物活性因子可控缓释的骨组织工程支架的制备方法。

背景技术

随着当今社会老龄化的迅速加剧，外伤、退行性疾病、骨肿瘤和骨畸形等疾病的发病率逐年上升。面对这些疾病，手术骨重建往往是最重要的，所以骨科手术植入仿生材料需求也在逐年增长。据统计，在我国每年因肿瘤、创伤等原因引起的骨缺损患者人数超过了100万，而且呈逐年上升的趋势。目前治疗骨缺损的方法主要有自体骨移植和同种异体骨移植。然而，由于自体骨的来源非常有限，机体获取可能在患者供骨部位造成新的骨缺损，严重限制了自体骨的应用。而同种异体骨虽然获得渠道比自体骨广泛但其骨诱导能力比自体骨弱，而且由于异体获取，使其临床应用中存在疾病传播和排斥反应的风险，所以异体骨的应用也存在了很大缺陷。

组织工程这个术语最早是由美国在1987年提出的，它由科学基金会正式提出，是指生命科学的原理和生物工程的技术方法的应用发展修复或改善受损器官的结构和功能的生物替代品的科学。组织工程结合材料科学、生物学、工程学等领域的先进技术来发展生物学修复或维持其正常生理功能的活性组织或器官替代物，是再生医学的一个重要领域。

近年来，聚乳酸等可生物降解合成高分子材料不断发展，在骨组织工程研究中具有广阔的应用前景。这些可生物降解的合成高分子材料具有良好的生物相容性和机械性能，在骨组织工程中作为骨缺损修复支架具有良好的可加工性。

骨组织工程材料的三大要素是支架材料、种子细胞和生长因子。支架作为细胞和生长因子的载体材料，其制备是组织工程的核心和关键。骨缺损的修复需要支架提供细胞生长粘附的支点，并逐渐形成新的骨组织取代支架材料。但在使用以往的移植材料治疗骨缺损时，经常会遇到以下矛盾：骨缺损部位负重需要一定强度的支架来提供足够的前期机械支撑，才能形成新骨；同时，营养物质的转移以及血管和细胞的快速生长需要支架的连通性和高孔隙度。而传统的孔隙度支架不能提供高的机械强度和较好的孔隙连通性，其高孔隙率必然导致支架力学强度降低。因此，如何平衡孔与支架强度之间的关系，是提高骨修复支架的关键研究方向。

发明内容

本发明的目的是：解决现有的骨组织支架较高的孔隙率和机械强度不能同时兼容的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可塑形的长段骨修复材料，所述材料按照质量份计，包括溶于有机溶剂且不溶于水的高分子材料10～40份、生物陶瓷粉体20～60份、油性溶剂50～100份、水溶性生物活性因子0.1～1份、水2～40份、乳化剂大于0小于1份。本发明通过溶于有机溶剂且不容于水的高分子材料与生物陶瓷粉体结合，以便材料成型后形成具有较高孔隙率和机械强度的骨组织工程支架，解决现有的骨组织工程支架在较高的孔隙率和机械强度不能同时兼容的问题。

所述溶于有机溶剂且不溶于水的高分子材料为聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、消旋聚乳酸(PDLLA)、乳酸－羟基乙酸共聚物(PLGA)、左旋聚乳酸(PLLA)、聚－β－羟丁酸(PHB)、聚羟基丁酸戊酯(PHBV)中的一种，不仅扩大临床骨缺损修复材料的获取渠道，也克服了排斥反应、疾病传播等不良并发症。PLGA的生物降解速率可以通过调节已交酯与丙交酯的比例和聚合物分子量进行控制。并且随着新骨的长入，所述高分子材料慢慢降解，降解产物主要为乳酸，乳酸也是人体内的一种正常代谢产物，可以进一步代谢为二氧化碳和水，可以通过人体正常的物质更新渠道排出体外，具有良好的生物相容性。