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基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架及其制备方法、应用技术

技术编号:42659941 阅读:3 留言:0更新日期:2024-09-10 12:18
本发明专利技术属于生物材料技术领域,涉及一种基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架及其制备方法、应用。本发明专利技术以聚乳酸‑羟基乙酸共聚物/羟基磷灰石(PLGA/HAp)反蛋白石结构为基础,分别在PLGA/HAp反蛋白石结构的顶端和底端,通过抽滤法制备一定厚度的羟基磷灰石(HAp)纳米纸层,利用扩散‑蒸发自成膜的方法在双侧HAp纳米纸层的外表面涂覆一定厚度的聚乳酸(PLA)隔离层,最终构建基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架,具有多层多级微纳米的“三明治”样结构,制备出一种更加适用于颅颌面骨缺损的高度仿生复合支架材料。该材料作为骨植入物可显著促进骨修复,诱导骨细胞成骨分化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物材料,涉及一种基于pl(g)a/hap的仿生骨支架及其制备方法、应用。


技术介绍

1、随着骨组织工程的快速发展,骨移植物替代物成为颅颌面部骨缺损修复的重要选择。

2、在众多已报道的“骨仿生支架”中,反蛋白石支架材料由于具有高度有序且均勾的孔结构和连接相邻孔的窗口结构近年来己被广泛应用于生物医学领域,如骨组织和软骨组织的修复和再生。均匀的多孔结构和互通的窗口结构,以及制备过程中高重复性使反蛋白石支架材料成为一种制备仿生结构理想的基质。然而,单一材料在诸多方面的功能捉襟见肘,很难满足临床上的需求,往往存在以下缺陷:

3、(1)多数支架结构均质、成分相对单一,无法仿生骨组织的复杂结构;即使有复合仿生的研究,在“致密骨”与“松质骨”的界面处理上仅仅是简单地机械混合;

4、(2)缺少稳定的钙源供应,骨形成速度慢和骨修复效果差;

5、(3)降解缓慢甚至无法降解,长期存在体内诱发异物排异反应;

6、(4)缺少表面隔离层,在骨膜破坏的部位,会因为周围软组织的长入,而导致骨修复受阻。

7、因此,设计一种多结构、多层级、多成分的仿生骨复合支架材料尤为重要。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术以聚乳酸-羟基乙酸共聚物/羟基磷灰石(plga/hap)反蛋白石结构为基础,分别在plga/hap反蛋白石结构的顶端和底端,通过抽滤法制备一定厚度的羟基磷灰石(hap)纳米纸层,利用扩散-蒸发自成膜的方法在双侧hap纳米纸层的外表面涂覆一定厚度的聚乳酸(pla)隔离层,最终构建基于pl(g)a/hap的仿生骨支架,具有多层多级微纳米的“三明治”样结构,制备出一种更加适用于颅颌面骨缺损的高度仿生复合支架材料。

2、具体的本专利技术的技术方案如下:

3、基于pl(g)a/hap的仿生骨支架,所述仿生骨支架为夹层结构,外层为仿生骨密质,中间层为仿生骨松质;

4、所述仿生骨松质为plga/hap反蛋白石结构;

5、所述plga/hap反蛋白石结构的制备方法包括:向明胶微球间隙加入hap纳米球和plga并交联,加热去除明胶微球得到plga/hap反蛋白石结构;

6、所述仿生骨密质为pla膜、hap膜或包含pla和hap组分的外膜中的一种;进一步的,所述包含pla和hap组分的外膜为羟基磷灰石-聚乳酸生物双面神膜。

7、进一步的,所述仿生骨密质为pla/hap膜结构,所述pla/hap膜结构的制备方法包括:通过抽滤法制备hap纳米纸层,再利用扩散-蒸发自成膜的方法在hap纳米纸层表面涂覆pla隔离层,得到pla/hap膜结构。

8、本专利技术还提供上述基于pl(g)a/hap的仿生骨支架的制备方法,包括如下步骤:

9、s1:将油酸钠溶液加入乙醇混合后搅拌,依次加入cacl2和nah2po4水溶液,混合搅拌;将混合物移到反应釜内,在150~250℃下反应30~50h,用乙醇和水洗涤后离心收集,得到hap纳米带重悬液;

10、s2:微流控法制备明胶微球,以立方密堆积方式将明胶微球堆积,将hap纳米球和plga加入明胶微球间隙并交联,经加热去除明胶微球后,得到plga/hap反蛋白石结构;

11、s3:在plga/hap反蛋白石结构表面,通过抽滤hap纳米带重悬液去除其液体成分,在plga/hap反蛋白石结构表面构建hap纳米纸层,利用扩散-蒸发自成膜的方法在hap纳米纸层表面涂敷pla隔离层,得到基于pl(g)a/hap的仿生骨支架。

12、进一步的,s2中,所述微流控法制备明胶微球的步骤包括:

13、将含有span-80的甲苯溶液以0.1~0.5ml/min 的速度注入pvc管,使其顺着毛细玻璃管流出;同时将5~20%的明胶水溶液在30~80℃恒温加热条件下,以0.01~0.1ml/min的速度注入医用针头,在针头最末端明胶水溶液接触到甲苯溶液后产生油水界面,并被包裹在甲苯溶液内形成明胶溶液微球,顺着甲苯溶液沿毛细玻璃管流出;搅拌至挥发掉明胶溶液微球里的水分后,形成明胶微球。

14、进一步的,s2中,所述明胶微球的直径为50~250µm。

15、进一步的,s2中,所述以立方密堆积方式将明胶微球堆积的厚度为400~800μm。

16、本专利技术还提供所述基于pl(g)a/hap的仿生骨支架在制备促进骨修复、骨再生的产品中的应用,所述应用为基于pl(g)a/hap的仿生骨支架作为骨植入物,诱导bmscs向成骨细胞分化。

17、本专利技术的有益效果在于:

18、本专利技术制备了基于pl(g)a/hap的仿生骨支架,该仿生骨支架材料结合了plga/hap反蛋白石结构、pla隔离层和hap纳米纸层三种结构的优势,发挥了协同作用,plga/hap反蛋白石结构提供连接和支撑作用,机械性能分布均匀,pla隔离层隔离了周围纤维组织的长入,同时提供支撑力和增强抗压强度;内侧的hap纳米纸层,起到连接 pla隔离层和plga/hap反蛋白石结构的作用,同时能够提供更多钙源;基于pl(g)a/hap的仿生骨支架多孔结构能够提供细胞停泊迁移分化的场所,作为骨植入物可显著促进骨修复、骨细胞成骨分化。

19、此外,本专利技术所用的组分(包括羟基磷灰石、聚乳酸-羟基乙酸共聚物和聚乳酸)生物相容性优越,且制备方法有序可控,制备条件为常温常压,因而本专利技术中的基于pl(g)a/hap的仿生骨支架具备工业生产潜力。

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【技术保护点】

1.基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架,其特征在于,所述仿生骨支架为夹层结构,外层为仿生骨密质,中间层为仿生骨松质;

2.如权利要求1所述的基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架,其特征在于,所述仿生骨密质为PLA/HAp膜结构,所述PLA/HAp膜结构的制备方法包括:通过抽滤法制备HAp纳米纸层,再利用扩散-蒸发自成膜的方法在HAp纳米纸层表面涂覆PLA隔离层,得到PLA/HAp膜结构。

3.一种制备权利要求1或2所述的基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架的方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,S2中,所述微流控法制备明胶微球的步骤包括:

5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,S2中,所述明胶微球的直径为50~250µm。

6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,S2中,所述以立方密堆积方式将明胶微球堆积的厚度为400~800μm。

7.权利要求1所述的基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架在制备促进骨修复、骨再生的产品中的应用。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述应用为基于PL(G)A/HAp的仿生骨支架作为骨植入物,诱导BMSCs向成骨细胞分化。

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【技术特征摘要】

1.基于pl(g)a/hap的仿生骨支架,其特征在于,所述仿生骨支架为夹层结构,外层为仿生骨密质,中间层为仿生骨松质;

2.如权利要求1所述的基于pl(g)a/hap的仿生骨支架,其特征在于,所述仿生骨密质为pla/hap膜结构,所述pla/hap膜结构的制备方法包括:通过抽滤法制备hap纳米纸层,再利用扩散-蒸发自成膜的方法在hap纳米纸层表面涂覆pla隔离层,得到pla/hap膜结构。

3.一种制备权利要求1或2所述的基于pl(g)a/hap的仿生骨支架的方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘超邓宝芸边凯杨鸿儒舒霖刘宏仇吉川
申请(专利权)人:山东大学齐鲁医院
类型:发明
国别省市:

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