[发明专利]一种用于治疗骨损伤的生物墨水及其制造方法

说明书

本发明提供了一种生物墨水及其制造方法，以及使用生物墨水通过3D打印制造的生物支架，该生物墨水包含明胶或明胶衍生物、透明质酸或透明质酸衍生物、脱细胞基质、和外泌体。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种用于治疗骨损伤的生物墨水及其制造方法。

背景技术

骨损伤例如骨折、骨缺损、骨磨损等问题是医疗领域的常见问题，但是骨损伤的修复仍有各种缺点，无法满足临床需求。

有人证实，直接向待修复组织注射外泌体的实验组相比对照组具有一定程度更好的修复效果，但是多次注射带来的感染风险以及外泌体悬液在损伤处向周围其他非骨组织的弥散降低了其治疗效率。

传统冻干法难以制备不同空间特异的支架，而3D生物打印技术的出现为精确构建仿生结构以模拟和重塑不同组织的三维空间结构提供了新的方法。脱细胞基质可以模拟其来源组织的生物和结构微环境，提供其再生的理想条件，被认为是组织工程最理想的仿生生物材料。但是，单纯的脱细胞基质材料由于力学强度较低，打印多层后容易出现的“坍塌效应”，导致无法维持支架的空间排布。3D打印的其他生物材料虽然具有一定促进成骨细胞分化并修复骨损伤的作用，但是最终修复效果欠佳，不具备仿生性能或者仿生性能差。

为了提供更好的修复骨损伤的方法和产品，本发明提供了用于修复骨损伤的生物墨水及其制造方法。

发明内容

本发明的第一个方面提供了一种生物墨水，其包含：明胶或明胶衍生物、透明质酸或透明质酸衍生物和脱细胞基质。

进一步地，脱细胞基质是骨脱细胞基质。

在一些实施例中，本发明的生物墨水还包含外泌体，外泌体可以为为间充质干细胞外泌体，优选地外泌体来自脂肪间充质干细胞（ADSCs），外泌体的终浓度为10-1000μg/mL；优选为100±50μg/mL，最优选100μg/mL；

可选地，本发明的生物墨水生物墨水还包含光引发剂，光引发剂的质量比例为0.1-0.5%。

在一些实施例中，明胶衍生物为甲基丙烯酸酐明胶（gelatin methacryloyl，GelMA）；透明质酸衍生物包括：氧化的透明质酸（oxidized hyaluronic acid，OHA）、多巴胺修饰的透明质酸（dopamine conjugated hyaluronic acid，HA-DA）、或前述二者的混合物。

在一个实施方案中，本发明的生物墨水包含：质量比例为6%-12%的GelMA，质量比例为0.5%-4%的OHA，质量比例为0.5%-4%的HA-DA，质量比例为0.5-5%的脱细胞基质。

在一些实施方案中，脱细胞基质为骨脱细胞基质；在又一些实施方案中，本发明的生物墨水还包含10-1000μg/mL的外泌体。在一个实施例中，优选地，本发明的生物墨水包含9%的GelMA、2%的OHA、2% HA-DA、2%脱细胞基质、和0.4%光引发剂、以及浓度为100μg/mL的外泌体。

本发明的第二个方面提供了一种生物支架，其使用本发明的生物墨水通过3D打印方法制造。

进一步地，还提供了一种成骨生物支架，其使用本发明的含有骨脱细胞基质的生物墨水通过3D打印制造。

本发明的第三个方面提供了一种生物墨水的制备方法，包括以下步骤：

1）制备脱细胞基质生物墨水；

2）向所述脱细胞基质生物墨水的中加入间充质干细胞外泌体，使得其终浓度达到预期浓度。

可选地，在一些实施例中，脱细胞基质生物墨水是这样制备的，

1）称取适量GelMA加入双蒸水（ddH₂O）中, 37℃ 搅拌溶解后加入OHA，继续搅拌溶解，得到第一溶液；