[发明专利]一种关节软骨支架及其制备方法

说明书

本发明提供一种关节软骨支架及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：通过静电纺丝得到二维纳米纤维膜；配置透明质酸溶液；将二维纳米纤维膜于所述透明质酸溶液中进行浸渍后，得到交联透明质酸的二维纳米纤维膜；将交联透明质酸的二维纳米纤维膜进行发泡，得到三维纳米纤维支架；对三维纳米纤维支架进行干燥，得到具有多层三维结构的关节软骨支架。本发明提供的制备方法，通过静电纺丝和化学交联、气体发泡相结合，制备得到具有多层三维结构的关节软骨支架；该软骨支架，内部具有多孔结构，蓬松性好，且交联有透明质酸，其生物机械性能和生物功能性均与关节软骨相匹配，有利于增加对软骨缺损形状的控制，以更好地填补缺损。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体而言，涉及一种关节软骨支架及其制备方法。

背景技术

关节软骨是覆盖在关节骨骨骺表面的结缔组织，无血液或淋巴管，因此其自我愈合能力有限。关节软骨由软骨细胞和细胞外基质组成，软骨细胞是一种成熟的、高度特化的细胞类型，负责细胞外基质(ECM)的更新，但更新非常缓慢。关节软骨缺损在临床中的发病率极高，是导致肢体残障的主要原因之一，并给社会造成了巨大的经济损失。

外伤或退行性病变常常会导致组织逐渐退化，引发关节疼痛、功能损伤和退行性关节炎。对于一般较小的软骨损伤，可采用微骨折技术进行治疗，但微骨折技术常导致纤维软骨的形成，纤维软骨在生物化学和生物力学上都不如天然的透明关节软骨。微骨折技术的局限也促进了自体软骨细胞移植的发展，但自体软骨移植技术需要进行两次手术，恢复时间更长，因此这些技术不是长远的临床解决方案。

近年来，随着组织工程技术的发展，应用组织工程技术实现关节软骨缺损的修复与再生受到了广泛的关注与研究。静电纺丝是一种制备具有高孔隙率，适宜生物力学性能和生物降解速率的纳米纤维组织工程支架的可靠方法。但传统的静电纺丝技术制备的纳米纤维膜较为致密，只有表面的多孔结构，不利于细胞向支架内部渗透，限制了其在关节软骨支架方面的应用。

发明内容

本发明解决的问题是目前静电纺丝技术制备的纳米纤维膜较为致密，用于关节软骨支架时，不利于细胞向支架内部渗透。

为解决上述问题，本发明提供一种关节软骨支架的制备方法，包括如下步骤：

S1：将可降解聚合物与天然高分子材料溶于溶剂中，制备纺丝液；

S2：通过静电纺丝设备对所述纺丝液进行静电纺丝，得到二维纳米纤维膜；

S3：配置透明质酸溶液；

S4：将所述二维纳米纤维膜于所述透明质酸溶液中进行浸渍后，进行冷冻干燥，得到交联透明质酸的二维纳米纤维膜；

S5：将所述交联透明质酸的二维纳米纤维膜置于发泡剂中，进行发泡，得到三维纳米纤维支架；

S6：对所述三维纳米纤维支架进行干燥，得到具有多层三维结构的关节软骨支架。

可选地，配置透明质酸溶液包括：

S31：配置MES缓冲液；

S32：向所述MES缓冲液中加入透明质酸，得到透明质酸的MES缓冲液；

S33：向所述透明质酸的MES缓冲液中加入EDC/NHS，进行活化羧基反应后，得到所述透明质酸溶液。

可选地，所述发泡剂为硼氢化钠水溶液。

可选地，所述发泡时间为5min～30min。

可选地，步骤S1的所述纺丝液中，所述可降解聚合物与所述天然高分子材料的总质量浓度范围为8％～15％。

可选地，所述可降解聚合物与所述天然高分子材料的质量比为4：1。