[发明专利]载药型仿生骨修复多孔支架的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种载药型仿生骨修复多孔支架的制备方法及其产品和应用，按比例称量PLGA、nHA，使用转矩流变仪，将熔融的PLGA与nHA粉末混合均匀制备得到3D打印“墨水”；利用熔融3D打印技术将该“墨水”打印成型，配制含生物活性药物的明胶水溶液，将打印好的多孔骨支架浸泡其中，待孔中空气全部排出后，冷冻干燥，制备得到复合载药明胶层的PLGA/nHA多孔骨修复支架。本发明提供的制备方法简单、易行，产品具有良好的生物相容性、力学性能和促骨生长能力，适用于临床修复大块骨、承重骨缺损，满足个性化治疗需求。

技术领域

本发明涉及一种生物医用材料技术领域的方法，具体是一种载药型仿生骨修复多孔支架的制备方法及其产品和应用。

背景技术

大块骨缺损的修复是骨科临床面临的一个重大难题，随着组织工程学的发展，人工骨修复材料有望取代传统的自体骨或同种异体骨，减轻患者痛苦，同时有更多材料来源，为骨缺损修复提供了新的思路[Dimitriou R, Injury, 2011]。

PLGA是一种生物相容性良好、生物可降解的聚酯高分子材料，在临床植入物领域得到了广泛研究。高分子量的PLGA具有良好的力学性能，可满足承重骨的力学要求；与羟基磷灰石等无机钙类材料复合后，材料还具有良好的骨传导性，可促进骨细胞增殖，是一种理想的骨修复替代材料。3D打印技术应用于加工PLGA，制备骨修复支架，可以精确调控支架的孔径、孔隙率、连通性以及比表面积，有助于细胞黏附生长，方便营养物质运输供给，也可以根据患者受创部位的实际情况，提供个性化设计，实现精确治疗。常用的3D打印技术包括熔融沉积法和溶液成型法等，熔融沉积法是利用PLGA高温熔融的特性，在打印头和打印平台之间形成温度差以完成打印墨水固化，与溶液成型法相比，该方法在打印过程中不使用有机溶剂，可以避免残留有机溶剂带来的毒性，同时也避免溶剂去除导致的力学性能上的损失。但是，熔融沉积法的高温打印过程限制了生物活性类药物的应用。

明胶是由动物体内的胶原蛋白水解制备，具有良好的生物相容性、生物可降解性和保湿性，利用冷冻干燥技术制备多孔表面涂层，可以提高PLGA材料的表面亲水能力，有利于细胞快速粘附。同时，可在明胶涂层中负载生长因子等生物活性类药物，促进骨组织修复。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种载药型仿生骨修复多孔支架的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的载药型仿生骨修复多孔支架产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种载药型仿生骨修复多孔支架的制备方法，包括以下步骤：

（1）将质量比PLGA：nHA =9：1-7的粉末用研钵预混合，加入130-150℃转矩流变仪的共混仓，以70转/分钟熔融共混20分钟，得共混材料； PLGA、nHA粉末用研钵预混合，加入130-150℃转矩流变仪的共混仓，以70转/分钟熔融共混20分钟；

（2）以上述共混材料作为3D打印“墨水”，置于3D打印机高温料筒中，设置打印参数：每层采用水平式打印，间隙为0.1-0.3mm，Z轴每层升高0.2mm，层与层间采用垂直交叉式堆叠，挤出速度设为2-10mm/s，接收平台温度为室温-60℃；

（3）配制浓度为1-10%（w/v）的明胶水溶液，在溶液中溶解骨形态发生蛋白-2（BMP-2）配制成500mg/L载药明胶溶液，将打印好的PLGA/nHA支架浸没于该溶液中，待停止产生气泡后，迅速取出置于-80℃冰箱中冰冻，进行冷冻干燥，制备得到复合载药明胶涂层的PLGA/nHA多孔骨修复支架。