[发明专利]一种软骨组织工程支架复合材料

说明书

一.技术领域

本发明属于对人体各部的代用品或取代物，具体涉及能移植到体内的骨骼材料。

二.背景技术

因创伤或其它疾病引起的软骨缺损和功能障碍在医学临床十分常见。近年来，随着组织工程学的出现，为软骨缺损的完全再生修复带来了契机。生物可降解吸收性三维连通微孔支架材料在组织工程中起着非常重要的作用，它是细胞种植的场所和组织再生的模板，对这种支架材料的基本要求是：(1)有良好的生物相容性，(2)孔隙率不低于90％，(3)表面能使细胞粘附并生长，(4)材料在细胞生长、繁殖和组织再生过程中能逐渐降解吸收，而且降解吸收速率应与不同组织细胞的生长、繁殖速率相匹配，(5)易于加工成型，能在体内、外承受一定的压力，并能在一定时间内保持其外观和结构的完整性。目前在现有技术中，已广泛应用的软骨组织工程支架材料，主要是由含α一羟基酸及其衍生物合成的脂肪族聚酯，经加工而成的纤维网状材料和微孔海绵状材料。例如，在文献1：Freed LE，Vanjak-NovokovicL，BironRJ，et al.Biodegradable Polymer Scaffolds For tissueengineering Biotechnology 1994，12：689-693和文献2：Zhang RY，Ma PX.Porous Poly(L-lactiv acid)/apatite Composites created bybiomimetic Process.J Biomed Mater Res.1999；45：285-293中，介绍了由L一乳酸聚合物(PLLA)、羟基乙酸聚合物(PGA)以及羟基乙酸一乳酸共聚物(PGLA)加工而成的纤维网状复合材料和微孔海绵状材料。这些材料虽然在某些方面能满足软骨组织工程制备技术的基本要求，但它们都存在着弹性模量低，受力时易变形而导至种植细胞的损伤，以及降解时间过长等缺陷。

三.发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，研制一种具有良好力学性能、生物相容性能和毒理学性能，而且可任意调控降解速率的软骨组织工程支架复合材料。

采用以下技术方案来实现本发明的目的。

一种软骨组织工程支架复合材料，其特征在于：

1)它是用平均分子量为8-20万的L一乳酸聚合物(PLLA，以下同)和平均长度为5-15mm的聚磷酸钙纤维(CPPf，以下同)复合而成；

2)它的制备方法采用溶铸颗粒沥取法，即在超净条件下，a)先用三氯甲烷溶解PLLA，制得重量浓度为10-20％的PLLA溶液；b)按照CPPf∶PLLA＝1-70∶99-30的重量百分比，在10-20％PLLA溶液中加入CPPf，并搅拌均匀，获得CPPf/PLLA溶液；c)按照CPPf/PLLA∶Nacl＝10-30∶90-70的重量百分比，将平均粒度为100-500μm的Nacl颗粒加入到CPPf/PLLA溶液中，搅拌均匀，然后在模具中浇铸成型；d)在20-30℃温度下让成型物中的三氯甲烷自然挥发48-72小时后脱模，再在真空度为1×10^-3托的真空干燥器中抽真空24小时，以除去成型物中残留的三氯甲烷；e)将成型物置入二次蒸馏水中浸泡72小时，其间每6小时更换一次蒸馏水，以便析出成型物中的Nacl颗粒；随后在室温下(20-30℃)自然干燥24小时，最后在真空干燥器中真空干燥48小时，制得CPPf/PLLA骨与软骨组织工程支架复合材料。

本发明的CPPf/PLLA软骨组织工程支架复合材料，与现有技术中由纯PLLA、PGA或PLGA加工而成的组织工程支架材料相比较，具有高的孔隙率(≥90％)、更好的生物降解性能和物理力学性能，具有三维连通、微孔、网状微观结构，而且通过选用不同降解速率的CPPf和调节CPPf与PLLA的重量百分配比，可使CP Pf/PLLA软骨组织工程支架复合材料的降解速率与软骨细胞的生长、繁殖速率相匹配，能全面满足组织工程的基本要求。下表为PLLA组织工程支架材料和CPPf/PLLA组织工程支架复合材料的物理性能对照数据。

材料名称       重量百分配比     密度ρ(g/cm³)       孔隙率ε(％)

PLLA                            0.099               88.0

CPPf/PLLA       33/67           0.140               91.7

CPPf/PLLA       50/50           0.159               90.5