[发明专利]骨组织工程学的复合支架

说明书

本发明涉及骨组织工程学的复合支架，包括PCL支架和于PCL支架上经静电纺丝形成的PCL‑明胶支架。本发明的PCL支架用于模拟松质骨结构，而PCL‑明胶支架则用于模拟软骨下骨结构，PCL支架与PCL‑明胶支架之间的界面结合强度显著提高。通过相应的理化性能检测及力学分析，结果表明本发明的复合支架具有更加优异的性能。体内外实验结果表明本发明的复合支架有利于骨软骨缺损的同期修复，并具有潜在的临床应用价值。

技术领域

本发明涉及骨组织工程学的复合支架。

背景技术

骨性关节炎及剥脱性骨软骨炎是一类由于软骨或软骨下骨退变或病变所导致，其临床表 现为疼痛、残疾及关节僵硬，骨性关节炎患者的骨软骨组织的破坏无法进行有效地自我修复。

组织工程学支架被认为可通过细胞与支架间的相互作用及相关信号分子以实现缺损组织 修复重建。现今，多种技术可以实现对细胞外基质(ECM)的仿生，并为细胞黏附、增殖及 成骨分化提供合适的3D网状微结构。现有的骨组织工程学的复合支架存在的主要问题之一 是各层界面的结合强度不足，增加了各界面之间剥离的风险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种界面结合力强的骨组织工程学的复合支架。

为了实现上述目的，本发明提供一种骨组织工程的复合支架，包括PCL支架和于PCL 支架上经静电纺丝形成的PCL-明胶支架。

在本发明的一些实施例中，PCL-明胶支架表面覆盖有负载了BMP-2的明胶薄层。

在本发明的一些实施例中，所述的明胶薄层通过等离子表面改性覆盖在所述的PCL-明胶 支架。

在本发明的一些实施例中，所述的明胶经过硅烷偶联剂进行交联。

在本发明的一些实施例中，PCL-明胶支架由含有PCL和明胶的混合纺丝溶液在PCL支 架表面经过静电纺丝得到。

在本发明的一些实施例中，所述的PCL：明胶的重量比为8:2。

在本发明的一些实施例中，所述的混合纺丝溶液中还含有GPTMS。

在本发明的一些实施例中，所述的GPTMS占混合纺丝溶液重量的20％。

在本发明的一些实施例中，所述的PCL支架经PDA修饰。

在本发明的一些实施例中，所述的PCL支架由FDM工艺打印。

本发明的PCL支架用于模拟松质骨结构，而PCL-明胶支架则用于模拟软骨下骨结构， PCL支架与PCL-明胶支架之间的界面结合强度显著提高。通过相应的理化性能检测及力学分 析，结果表明本发明的复合支架具有更加优异的性能。体内外实验结果表明本发明的复合支 架有利于骨软骨缺损的同期修复，并具有潜在的临床应用价值。

附图说明

图1为PC支架(a-c)、PCD支架(d-f)的FE-SEM微观图像。(垂直方向(a，b，d，e)，横断面(c和f))。

图2为多层支架的FE-SEM微观图像。PCD支架上的PCL-明胶静电纺丝(a，b)，多层PCDE 支架(c-e)垂直方向(c)和横断面(d，e)。

图3为3D打印支架的平均孔径大小(a)及平均纤维直径(b)。

图4为原材料及支架的FTIR光谱(a)；支架的合成过程及思路(b)。

图5为PC支架、单层PCD支架、多层PCDE支架的应力-应变曲线(a)，抗压强度(b)，弹性模量(c)不同类型支架界面之间的结合强度(d)。

图6为PC支架的水接触角(a)，单层PCD支架水接触角(b)，PCDE支架水接触角(c)，不 同类型支架在不同测试时间点对PBS溶液的吸收能力(d)。