[发明专利]一种双因子梯度缓释的骨修复材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双因子梯度缓释的骨修复材料及其制备方法。其制备方法为：将胶原与醋酸溶液混合并进行搅拌，得到胶原溶液；将胶原溶液与含钙化合物混合并进行搅拌，然后依次预冻、冻干，得到冻干多孔混合物；将冻干多孔混合物与交联剂混合并进行交联，然后依次清洗、冻干，再浸入至含有骨生长因子BMP‑2的PBS溶液中，得到内层骨修复材料；将光固化材料溶液与内皮生长因子VEGF混合，得到外层骨修复材料混合溶液；最终进行光固化即可。得到的骨修复材料具有双层结构，外层在前期能够迅速血管化并与机体建立血供连接，以满足对迁入支架内部的细胞氧气、营养和代谢产物运输，内层在后期仍可以不断地刺激成骨，最终形成活的自体骨组织。

技术领域

本发明属于医用材料领域，具体涉及一种双因子梯度缓释的骨修复材料及其制备方法。

背景技术

临床中引起骨缺损的主要原因有创伤、先天性疾病、感染和肿瘤的外科切除等。保守估计，全世界每年因骨科疾病导致消耗数千亿美元，我国每年也有约百万患者需要进行植骨手术。而目前修复骨缺损的主要方法有：自体骨移植、异体骨移植以及组织工程骨进行手术治疗。尽管自体骨移植有愈合快、无排斥反应等优点，存在的最大问题是来源有限，并且一般自体骨移植需要额外的手术来获得移植自体骨，增加了患者的痛苦、失血量、手术感染率以及额外的长期住院费用。同种异体骨移植来源和数量也受到限制，移植后机体对移植物存在排斥反应，血管系统构建困难，从而造成了功能恢复的困难，同时也存在晚期感染、移植骨愈合缓慢以及可能导致交叉感染从而引发艾滋病、海绵状脑病、肝炎等风险。临床上已经证明组织工程骨在原位成骨和异位成骨具有可行性。理想的组织工程骨支架材料应具有以下特性：(1)具有较高的孔隙率和高度连通的三维结构，以利于细胞的长入和细胞之间的物质交换，以及营养和代谢物的运输；(2)具有与细胞/组织的生长相适应的降解速率和良好的生物相容性；(3)表面具有良好的生物活性，有利于细胞的粘附、增殖和分化。

然而，构建组织工程骨需要面临的一个重要问题是如何在骨材料植入体内后迅速血管化并与机体建立血供连接，以满足对迁入支架内部的细胞氧气、营养和代谢产物运输。另外，如何在成骨中后期可以不断的刺激成骨，最终形成活的自体骨组织。

故基于此，提出本发明技术方案。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种双因子梯度缓释的骨修复材料及其制备方法。

本发明的方案是提供一种双因子梯度缓释的骨修复材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将胶原与醋酸溶液混合并进行搅拌，得到胶原溶液；

(2)将所述胶原溶液与含钙化合物混合并进行搅拌，然后依次预冻、冻干，得到冻干多孔混合物；

(3)将所述冻干多孔混合物与交联剂混合并进行交联，然后依次清洗、冻干，再浸入至含有骨生长因子BMP-2的PBS溶液中，得到内层骨修复材料；

(4)将光固化材料溶液与内皮生长因子VEGF混合，得到外层骨修复材料混合溶液；

(5)将所述外层骨修复材料混合溶液在所述内层骨修复材料外层进行光固化，完成后即得所述双因子梯度缓释的骨修复材料。

优选地，步骤(1)中，所述搅拌的温度为2～8℃，搅拌的时间为12～24h；所述胶原溶液中，胶原的浓度为0.5～5wt.％。

优选地，步骤(2)中，所述含钙化合物为羟基磷灰石、磷酸三钙或硫酸钙中的一种，也可选择珊瑚。

优选地，步骤(2)中，所述预冻的温度为-80℃，预冻的时间为4～24h。

优选地，步骤(2)中，所述冻干的方式为：依次在-44～-46℃下处理4h，在-19～-21℃下处理48h，在-9～-11℃下处理16h，在-4～-6℃下处理6h，在4～6℃下处理4h，在24～26℃下处理5h。