[发明专利]电纺3D打印制备含细胞因子微球的多层软骨复合体

说明书

本发明属于软骨复合体技术领域，尤其为电纺3D打印制备含细胞因子微球的多层软骨复合体，包括以下步骤：S1、种子细胞的培养，S2、三相一体支架的制备和S3、细胞的种植。该方法采用静电纺丝3D打印技术，可以精确的控制纤维直径与打印路径，单丝直径最细可达10μm，在打印材料中混合相应载细胞因子微球，使之负载于所打印的支架上，通过控制细胞因子的种类及含量，即可在支架上分层诱导相应种子细胞向所对应层次的细胞分化，最终形成类似于正常软骨组织的成分层次结构，该方法所获得的复合体具有类似正常关节软骨组织的分层结构，且结构精度高，负载细胞因子有利于促进细胞增殖分化，利于软骨损伤的修复。

技术领域

本发明属于软骨复合体技术领域，具体涉及电纺3D打印制备含细胞因子微球的多层软骨复合体。

背景技术

关节软骨的损伤及退变是一种非常常见的疾病形式，也是骨科临床工作中主要面对的问题之一。随着我国人口老龄化的不断加重，且由于关节软骨乏血管及自身修复能力差的特点，因关节软骨损伤及退变而导致的各种疾病的发生率也逐年升高。因此，如何干预或诱导软骨损伤的修复成为了现在研究的重点。

对于软骨损伤，目前的治疗方法主要为微骨折术或软骨移植术，但前者所形成软骨功能较差，而软骨移植术则限于供体区域不足。因此，在之前部分研究采用可吸收支架，负载干细胞或细胞因子后移植于损伤区域。但这种方法，所生成的软骨不存在正常软骨的分层结构，因而，在功能上不能提供正常软骨的耐摩擦及支撑作用，容易再次损伤并引起症状，因此，除了提高手术技巧和康复计划外，需要一种有效的方法使得软骨的正常结构和功能得到重建与修复。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了电纺3D打印制备含细胞因子微球的多层软骨复合体，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电纺3D打印制备含细胞因子微球的多层软骨复合体，包括以下步骤：

S1、种子细胞的培养；

S2、三相一体支架的制备；

S3、细胞的种植：取适量骨髓间充质干细胞种植于各支架区域。

优选的，所述S1步骤中种子细胞的培养，骨髓间充质干细胞以含10％胎牛血清DMEM培养基培养于的孵箱中。

优选的，所述孵箱的温度为37℃，其孵箱内有5％CO2。

优选的，所述S2步骤中三相一体支架的制备包括一下步骤：

S21、模型的建立：使用三维打印软件建立打印模型，为多层圆柱形状，各层结构路径间隙各自根据需要进行调整，保存；

S22、材料的制备：量取适量的生物高分子材料A1、A2、A3，及微球B1、B2、B3，微球B1、B2、B3分别装载适量TGFβ1、BMP7、IGF细胞因子，及HA(羟基磷灰石)颗粒，得到微球B1’(B1+TGFβ1+BMP7)、B2’(B2+TGFβ1+IGF)、B3’(B3+TGFβ1+HA)，量取适量的微球分散剂，将分散剂均匀分散在水溶液中配成分散液，将微球B1’、B2’、B3’均匀分散于分散液中，分别用于制备表层、中深层及钙化层软骨；

S23、设备的准备：调校熔融静电纺丝三维打印设备的工艺参数，将步骤二的生物高分子材料A1和B1’分别置入两外接料筒，使生物高分子材料A1与微球B1’进入熔融静电纺丝三维打印设备的料筒内混合，启动设备进行熔融静电纺丝三维打印，由表层区开始打印，当表层区制备完毕后，将料筒内的材料更换为A2和B2’，对中深层区进行打印，完毕后使用A3和B3’对钙化层区进行打印，获得表层-中深层-钙化层三相一体支架。