一种血管网络生物支架及其制备方法、用途技术

本发明专利技术提供一种血管网络生物支架及其制备方法、用途，制备方法包括：1)制备血管网络生物支架前驱体，血管网络生物支架前驱体包括血管网络软模板和刺激响应水凝胶预聚体，刺激响应水凝胶预聚体包裹于所述血管网络软模板的外表面；血管网络软模板的原料为Pluronic F

【技术实现步骤摘要】
一种血管网络生物支架及其制备方法、用途


[0001]本专利技术涉及生物医学
，特别是涉及一种血管网络生物支架及其制备方法、用途。

技术介绍

[0002]血管网络生物支架指的是含血管网络的体外组织，通常用于组织缺损修复，血管网络可为组织提供营养物质和氧气传输的通道，同时有利于代谢产物的排出。研究表明，相比于不含血管网络的生物支架，含血管网络的生物支架能更加快速地与宿主组织建立连接，提高组织缺损修复效率。
[0003]常见的血管网络生物支架制备方法包括模具工艺、增材制造工艺、牺牲工艺以及复合工艺。传统模具工艺制备过程较为复杂，且制备的血管网络结构较为单一，主要集中在二维结构上；增材制造工艺主要包含了3D打印与喷墨打印，虽然可以打印结构较为复杂的血管网络，但所制备的血管网络尺寸较大，制备方法扩展能力较弱；牺牲工艺灵活性较高，无论是在血管网络结构复杂程度上，还是血管网络尺寸范围上，与其他制备工艺相比都具有较高的优势。复合工艺指的是牺牲工艺与其他工艺进行配合，在体外生物支架中制备血管网络。例如，采用增材制造工艺首先制备牺牲模块，采用生物支架材料对牺牲模块进行包裹后，去除牺牲模块，获得含血管网络的生物支架，该工艺灵活度高，可根据需求制备不同尺寸的血管网络生物支架，因此得到广泛的应用。
[0004]但是，复合工艺还存在以下问题：牺牲工艺中多采用可逆相变凝胶材料作为牺牲模板，利用其在特定的温度范围内发生相转变，由固态转变为液态的原理去除，且多采用水冲洗辅助去除，由于可逆相变凝胶材料具有水凝胶吸水膨胀的特性，牺牲模板在去除工序中会发生膨胀后体积增大的现象，导致得到的血管网络生物支架会发生明显的失真变形，即实际尺寸大于设计尺寸，无法满足实际的应用需求。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种血管网络生物支架及其制备方法、用途，用于解决现有复合工艺制备血管网络生物支架过程中，牺牲模板去除工序容易发生膨胀，导致血管网络生物支架失真变形的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过包括以下技术方案获得的。
[0007]本专利技术提供一种血管网络生物支架的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)制备血管网络生物支架前驱体，所述血管网络生物支架前驱体包括血管网络软模板和刺激响应水凝胶预聚体，所述刺激响应水凝胶预聚体包裹于所述血管网络软模板的外表面；所述血管网络软模板的原料为Pluronic F
‑
127水凝胶；所述刺激响应水凝胶预聚体含有温度响应水凝胶，所述温度响应水凝胶的最低共溶温度为T1；
[0009]2)将血管网络生物支架前驱体于0～4℃下去除所述血管网络软模板，得到血管网络生物支架膨胀体；
[0010]3)收缩所述血管网络生物支架膨胀体，制得血管网络生物支架；收缩温度为T2，且T2＞T1。
[0011]优选地，步骤1)中，所述温度响应水凝胶的最低共溶温度T1为30～35℃。
[0012]优选地，步骤1)中，所述温度响应水凝胶为聚N
‑
异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)。
[0013]优选地，步骤2)中，去除所述血管网络软模板还包括采用水辅助冲洗.
[0014]优选地，所述Pluronic F
‑
127水凝胶的浓度为30～40w/v％。
[0015]优选地，所述血管网络软模板采用先构建血管网络三维模型，然后以Pluronic F
‑
127水凝胶作为打印原料，采用3D打印系统打印的方式获得。
[0016]优选地，打印温度为20～25℃；打印速度为100～300μL/min。
[0017]优选地，所述刺激响应水凝胶预聚体采用将刺激响应水凝胶原料固化成型的方式获得。
[0018]优选地，所述血管网络生物支架前驱体的制备方法如下：
[0019]A)将刺激响应水凝胶原料固化成型，得第一刺激响应水凝胶预聚体；
[0020]B)构建血管网络三维模型，采用3D打印系统，在第一刺激响应水凝胶预聚体表面打印血管网络软模板；
[0021]C)在血管网络软模板周围注入刺激响应水凝胶原料，固化成型，得第二刺激响应水凝胶预聚体；所述第一刺激响应水凝胶预聚体、血管网络软模板和第二刺激响应水凝胶预聚体形成血管网络生物支架前驱体。
[0022]优选地，以所述刺激响应水凝胶原料总重量为基准，所述刺激响应水凝胶原料包括以下重量百分含量的组分：温度响应水凝胶单体8～12wt％，交联剂0.005～0.020wt％和光引发剂 0.005～0.020wt％，分散剂为水；所述固化成型为光固化成型。
[0023]优选地，所述温度响应水凝胶单体为N
‑
异丙基丙烯酰胺(NIPAM)。
[0024]优选地，所述交联剂为N，N
‑
亚甲基双丙烯酰胺(MBA)。
[0025]优选地，所述光引发剂为苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基亚磷酸锂(LAP)。
[0026]优选地，所述刺激响应水凝胶原料中还包括增强水凝胶，所述增强水凝胶选自甲基丙烯酸化明胶(GelMA)、甲基丙烯酰化透明质酸(HAMA)、甲基丙烯酰化海藻酸钠(AlgMA)、甲基丙烯酰化丝素蛋白(SilMA)、甲基丙烯酰化壳聚糖(CSMA)和甲基丙烯酰化硫酸软骨素(ChSMA)中的一种或多种。
[0027]优选地，所述增强水凝胶为所述刺激响应水凝胶总重量的1～3wt％。
[0028]优选地，用紫外光照射固化，所述紫外光的波长为360～425nm。
[0029]本专利技术的专利技术目的之二在于提供一种血管网络生物支架。
[0030]作为优选，所述高精度血管网络生物支架内具有中空的血管网络通道，所述血管网络通道的直径为150～1000μm。
[0031]本专利技术的专利技术目的之三在于提供一种高精度血管网络生物支架作为受损血管修复材料在血管修复术中的用途。
[0032]如上所述，本专利技术的血管网络生物支架及其制备方法、用途，具有以下有益效果：利用 Pluronic F
‑
127水凝胶在低温下呈液态便于去除，基于含有温度响应水凝胶的刺激响应水凝胶预聚体在高于温度响应水凝胶的最低共溶温度时具有的收缩特性，协同调控刺激响应水凝胶材料的配方及各工序的参数，实现血管网络膨胀的精确补偿，得到高精度血
管网络生物支架；通过添加交联剂和增强水凝胶材料，提高血管网络生物支架的机械强度和生物相容性，使制得的高精度血管网络生物支架能够作为受损血管修复材料广泛应用在血管修复术中。
附图说明
[0033]图1显示为本专利技术血管网络生物支架的制备方法的流程示意图之一。
[0034]图2显示为本专利技术实施例1制备的高精度血管网络生物支架的生物相容性测试结果图。
[0035]图1中附图标号如下：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血管网络生物支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备血管网络生物支架前驱体，所述血管网络生物支架前驱体包括血管网络软模板和刺激响应水凝胶预聚体，所述刺激响应水凝胶预聚体包裹于所述血管网络软模板的外表面；所述血管网络软模板的原料为Pluronic F
‑
127水凝胶；所述刺激响应水凝胶预聚体含有温度响应水凝胶，所述温度响应水凝胶的最低共溶温度为T1；2)将血管网络生物支架前驱体于0～4℃下去除所述血管网络软模板，得到血管网络生物支架膨胀体；3)收缩所述血管网络生物支架膨胀体，制得血管网络生物支架；收缩温度为T2，且T2＞T1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述温度响应水凝胶的最低共溶温度T1为30～35℃；和/或，所述温度响应水凝胶为聚N
‑
异丙基丙烯酰胺；和/或，去除所述血管网络软模板还包括采用水辅助冲洗；和/或，所述Pluronic F
‑
127水凝胶的浓度为30～40w/v％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述血管网络软模板采用先构建血管网络三维模型，然后以Pluronic F
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127水凝胶作为打印原料，采用3D打印系统打印的方式获得；和/或，所述刺激响应水凝胶预聚体采用将刺激响应水凝胶原料固化成型的方式获得。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述血管网络生物支架前驱体的制备方法如下：A)将刺激响应水凝胶原料固化成型，得第一刺激响应水凝胶预聚体；B)构建血管网络三维模型，采用3D打印系统，在第一刺激响应水凝胶预聚体表面打印血管网络软模板；C)在血管网络软模板周围注入刺激响应水凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金武，杨雪，李帅，强磊，柳毅浩，任亚，杨涵，戴尅戎，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：