一种平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架及其制备方法，该材料包括平板丝和聚乳酸，经过特殊工艺过程处理后获得复合多孔支架，该支架材料具有优异的机械性能、生物相容性、缓慢可降解性以及促进骨再生性能，是一种绿色环保可降解的生物基骨修复材料，该材料的制备方法主要包括以下步骤：对平板丝进行预处理，使平板丝形成多孔结构；将预处理后的平板丝与PLA复合，并通过NaCl致孔，得到多孔骨修复支架。复支架。复支架。

【技术实现步骤摘要】
一种平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架及其制备方法


[0001]本专利技术属于骨组织工程材料
，尤其是一种平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架及其制备方法。

技术介绍

[0002]当下，由创伤、肿瘤、肢体畸形及感染性疾病引起的骨缺损发病率日益升高，而严重骨缺损会给患者的日常生活及正常社交带来极大不便，使患者生理、心理承受都巨大负担。目前，针对骨缺损的临床治疗方法主要包括自体骨移植、异种骨移植及同种异体骨移植等，上述方法在经过多年的发展已取得显著的成效。
[0003]然而，自体骨移植由于继发性损伤、供区发病率高、特殊形状受限、自体骨不足等缺陷，在临床环境中的应用受到了一定限制。同种异体骨移植，则面临病原体传播与引起受体的排斥的风险，且异体骨移植还存在材料成本高、材料短缺的问题。而异种骨虽然供源丰富，但是异种骨移植后的排斥反应又限制了异种骨移植的应用。
[0004]在迫切的骨缺损临床治疗需求下，骨组织工程应运而生，且近年来得到了快速的发展，其主要原理是将骨细胞种植在一种天然或人工合成的、具有良好生物相容性、可被人体逐步降解吸收、能为细胞提供生长空间的多孔支架上，培育后将其植入骨缺损部位，在生物材料支架降解的同时，种植的骨细胞不断增殖，从而达到修复骨组织缺损的目的。该方法可避免自体骨移植所面临的二次手术及异体骨移植带来的感染风险。考虑到严重骨缺损患者的治疗周期长，骨修复材料短缺，研发出能够有效促进骨组织生长且能够生物降解的组织工程骨修复支架，对减轻患者二次手术及并发症带来的痛苦、降低治疗成本具有十分重要的意义。
[0005]安全有效的组织工程骨修复支架应具有高骨诱导和血管生成潜能、促进细胞粘附增殖、生物安全性、术后并发症少、无大小限制、能够在手术室轻松操作，无需大量准备程序，并允许微创植入等特性。蚕丝是一种天然衍生蛋白质材料，主要由丝胶蛋白和丝素蛋白构成，其具有良好的生物相容性、可控的生物降解性及优异的力学性能、低炎症反应等特点，均利于细胞粘附/增殖，在组织工程骨修复支架研究方面得到高度关注。
[0006]当前的丝基材料往往利用丝蛋白溶液衍生的方法制备，例如，通过用浓溴化锂溶液打破蚕丝纤维内氢键网络，从而将丝素蛋白溶解成丝蛋白溶液并进行重新处理，以生成新的材料形式，包括凝胶、薄膜、海绵、纤维等用于组织工程领域，但该方法受限于丝蛋白溶液的溶解度和溶液稳定度，加之存在制备成本高、生产效率低等问题，大大限制了丝基材料的应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于：提供一种平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架及其制备方法，以解决蚕丝蛋白或者蚕丝纤维在制备骨组织支架过程中存在的提取过程复杂，制得的材料机械性能差等问题。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供一种平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架，该平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架的制备方法包括如下步骤：
[0010]对平板丝进行预处理，使平板丝形成多孔结构；
[0011]将预处理后的平板丝与PLA复合，并通过NaCl致孔，得到多孔骨修复支架。
[0012]更进一步地，该制备方法包括如下步骤：
[0013]将平板丝进行多层热塑成型处理；
[0014]将平板丝放入三元溶液进行预处理，使平板丝形成多孔结构，其中，三元溶液包括CaCl2、EtOH、H2O，且CaCl2：EtOH：H2O的摩尔比为1:2:8；
[0015]将预处理后的平板丝浸没在PLA/NaCl混合溶液中，超声震荡进行混合；
[0016]干燥后除去NaCl，得到多孔骨修复支架。
[0017]更进一步地，在进行多层热塑成型处理时，平板丝的堆叠厚度为0.1
‑
30cm，热压温度为80
‑
130℃、热压压强为10
‑
500MPa、热塑成型时间为5
‑
180min。
[0018]更进一步地，平板丝进行预处理时，将平板丝浸入三元溶液内至平板丝变为透明时将平板丝取出，再进行冷冻干燥，得到多孔平板丝，其中平板丝在三元溶液中的处理温度为60
‑
100℃。
[0019]更进一步地，平板丝自三元溶液中取出后，在
‑
40℃—
‑
200℃条件下进行冷冻，随后进行真空冷冻干燥，得到多孔平板丝。
[0020]更进一步地，所述PLA/NaCl混合溶液中，按质量计，NaCl/PLA≤5，PLA与有机溶剂的质量比为1:10
‑
40
[0021]更进一步地，所述有机溶剂为1，4
‑
二氧六环与二氯甲烷的混合液，其中，1，4
‑
二氧六环与二氯甲烷的质量比为1:10。
[0022]更进一步地，平板丝在PLA/NaCl混合溶液中的反应温度为25
‑
80℃，反应时间为12
‑
24h。
[0023]更进一步地，在制备PLA/NaCl混合溶液时，先将PLA在有机溶剂中充分溶解后，再加入NaCl并在室温下搅拌至充分混合即得到PLA/NaCl混合溶液，其中，平板丝自混合溶液中取出后，自然风干，并用超纯水除去NaCl，最后再次自然风干即得到多孔骨修复支架。
[0024]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0025]1.保留了天然蚕茧独特的多层纤维网络结构，克服了普通蚕茧尺寸小、形状单一难以满足大面积骨缺损修复需求的限制，即可根据需求设计不同尺寸或形状的生物医用材料，赋予了传统蚕丝材料新的利用价值；
[0026]2.经处理后的平板丝断裂强度好，聚乳酸延展性好，两者结合，赋予支架材料优异的机械性能；
[0027]3.平板丝与聚乳酸复合后，既增强了材料的韧性，又大大降低了材料的细胞毒性，使获得的支架材料不仅具有特殊的多孔结构，有利于细胞粘附和增殖，且还具有优异的生物相容性，能满足不同部位骨组织工程的需要；
[0028]4.材料具有一定的降解性，且降解后不会产生对机体有毒害作用的物质使用极为安全；
[0029]5.相对于以往的丝基材料制备骨修复支架而言，本专利技术材料制备工艺简单，且绿
色环保，无有毒有害物质生成，有利于进行规模化生产。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031]图1中：(A)为HFSC、THFSC、THFSC
‑
PLA的电子显微镜照片；(B)为HFSC、THFSC、THFSC
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PLA的红外光谱图；(C)为HFSC、THFSC、THFSC
‑
PLA的拉伸断裂应力应变曲线；
[0032]图2中：(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架，其特征在于，包括平板丝，所述平板丝上附着有聚乳酸。2.一种权利要求1所述的平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架的其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对平板丝进行预处理，使平板丝形成多孔结构，其中预处理所使用的预处理体系为LiBr、EDTA
‑
2Na/Urea混合液、FA/EtOH混合液或CaCl2/EtOH/H2O三元溶液中的一种；将预处理后的平板丝与PLA复合，并通过NaCl致孔，得到多孔骨修复支架。3.根据权利要求2所述的平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将平板丝进行多层热塑成型处理；将平板丝放入三元溶液进行预处理，使平板丝形成多孔结构，其中，三元溶液包内CaCl2：EtOH：H2O的摩尔比为1:2:8；将预处理后的平板丝浸没在PLA/NaCl混合溶液中，超声震荡进行混合，平板丝与PLA/NaCl混合溶液体积比1：50
‑
100；干燥后除去NaCl，得到多孔骨修复支架。4.根据权利要求3所述的平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架的制备方法，其特征在于，在进行多层热塑成型处理时，平板丝的堆叠厚度为0.1
‑
30cm，热压温度为80
‑
130℃、热压压强为10
‑
500MPa、热塑成型时间为5
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180min。5.根据权利要求3所述的平板丝/聚乳酸复合多孔骨修复支架的制备方法，其特征在于，平板丝进行预处理时，将平板丝浸入三元溶液内至平板丝变为透明时将平板丝取出，再进行冷冻干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：代方银，张茜，程岚，童晓玲，刘祖兰，成国涛，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：