【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及组织工程支架领域，具体涉及一种膜-气凝胶复合管状组织工程支架的模具及其制备方法。
技术介绍
1、管状结构的组织，如输尿管、血管、肠道、气管等，在哺乳动物体内广泛存在。这些管状组织遭受损伤或疾病时，通常需要使用自体组织、供体组织或人工假体来进行替代治疗。然而，在获取自体组织时可能伴随副损伤，且供体组织的来源有限，还可能存在免疫排斥问题，这些因素都限制了组织移植技术的发展。人工导管假体用于替代或修复治疗的优势包括可即取即用、手术时间短、感染风险低、可控性强、成本低等特点。即便用纤维膜制成的管状人工假体在机械性能上可以满足要求，但它们由于纤维膜构建的单纯结构，往往难以模拟自然组织中的复杂多层结构，这可能导致术后功能障碍和再生效果不佳。管状组织的特殊形态以及不同类型的细胞及其分布是其重要特征，这些特点对于组织的功能和再生至关重要。
2、理想的管状结构替代材料需具备足够的力学性能，以抵御手术过程及邻近组织可能施加的应力。此外，该材料应具备促进细胞增殖与分化的能力，能够调控生长因子的释放，以满足自然组织中的功能需求。
3、近年来，众多研究致力于使用生物材料和人工种植体对损伤组织进行重建与修复。聚己内酯(polycaprolactone，pcl)、聚氨酯(polyurethane，pu)、聚乙酸(polylacticacid，pla)等合成材料，以及海藻酸钠、明胶、壳聚糖透明质酸等天然材料，已被应用于输尿管、血管等管状组织的重建。静电纺丝技术在制备管状纤维膜方面也取得了广泛应用。水凝胶因其良好的生物相容性
4、cn112999425b中，公开了一种双层水凝胶管状组织工程支架及其制备方法，但这种制备工艺的思路是先预填充水凝胶基质，然后再组装两端模具以对齐双层水凝胶的轴线，接着通过光交联方式使水凝胶发生交联。上述装置及方法存在以下不足：
5、(1)对于两种混合后即快速化学交联的水凝胶基质，数秒内即可成胶，则在模具还未组装的情况下，水凝胶已交联完成，极易造成双层水凝胶的轴线不一致的现象，从而导致水凝胶之间的结合力减弱，影响整体结构的稳定性和完整性。
6、(2)使用多层水凝胶管状组织工程支架，对于人体的管状结构组织如输尿管、气管等，管内是第一介质(如尿液、气体)，管外是第二介质，由于水凝胶孔隙结构较大，第一介质极有可能渗透到管外，造成生理功能紊乱。
7、(3)若需调整管状支架尺寸，需要对所有模具零件进行重新画图制作，耗时耗力。
8、(4)对于制作直径较细的管状结构，可能存在装置重心不稳、轴线对位不精准的情况。
9、(5)使用水凝胶制备的管状结构，因其含水性，水分极易蒸发而导致不能较长时间保存，限制了其工程化、规模化生产。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术所述的至少一种不足，本专利技术的目的是设计一种膜-气凝胶管状组织工程支架的模具，使得该管状组织工程支架在满足机械性能和多功能性的同时，还满足多层结构的轴线在三维空间中的一致性，以保证多层结构之间的结合力稳定，从而确保管状组织工程支架整体结构的稳定性和完整性，便于长期储存。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种膜-气凝胶复合管状组织工程支架的模具，包含若干层架、若干支柱、若干垫片、一中芯柱和一中空透明管，其中，
3、所述支柱与所述层架垂直连接，用于支撑所述层架；
4、所述层架包括上层架、中层架、下层架；每层所述层架中同轴设有至少一环形垫片槽，用于固定所述垫片；
5、所述垫片包括上垫片、中垫片、下垫片；所述上垫片的中心设有中芯柱定位孔，所述中垫片的中心设有透明管定位孔，所述下垫片的中心同圆心设有中芯柱定位孔和透明管定位槽，所述中芯柱定位孔的直径小于所述透明管定位槽的直径；通过所述上垫片与所述下垫片的中芯柱定位孔固定所述中芯柱；通过所述中垫片的透明管定位孔和所述下垫片的透明管定位槽固定所述中空透明管；所述中芯柱外壁与中空透明管内壁之间构成一凝胶空腔；所述上垫片还设有注射口，所述注射口与所述凝胶空腔连通，用于注射水凝胶溶液；
6、所述中芯柱的长度大于所述模具的高度，所述中空透明管的长度小于等于所述模具的高度，且大于等于所述中垫片到所述下垫片之间的高度。
7、进一步地，所述支柱至少包括三根，用于稳定支撑所述层架。
8、进一步地，所述环形垫片槽的边缘设有第一阶梯状结构，所述第一阶梯状结构由所述环形垫片槽的边缘朝向圆心方向台阶高度逐渐降低；所述垫片的边缘设有第二阶梯状结构，所述第二阶梯状结构由所述垫片的边缘朝向圆心方向台阶高度逐渐升高；所述第一阶梯状结构和所述第二阶梯状结构之间相互嵌合。
9、进一步地，所述注射口呈扇形缺口，通过所述注射口注射器长针头能伸入所述凝胶空腔的底部。
10、本专利技术还提供了一种使用上述的模具制备膜-气凝胶复合管状组织工程支架的制备方法，包括：
11、步骤s1，提供一管状纤维膜；
12、步骤s2，组装模具，将所述下垫片置入所述下层架的环形垫片槽中，将所述中垫片置入所述中层架的环形垫片槽中，插入所述中空透明管，所述中空透明管的上端通过所述中垫片的所述透明管定位孔固定，所述中空透明管的下端与所述下垫片的所述透明管定位槽嵌合；
13、步骤s3，将所述管状纤维膜套在所述中芯柱上后，将所述中芯柱插入所述中空透明管中，通过所述下垫片的所述中芯柱定位孔固定所述中芯柱的下端；使得所述上垫片的中芯柱定位孔自所述中芯柱的上端向下穿入，将所述上垫片置入所述上层架的所述环形垫片槽中；
14、步骤s4，通过所述注射口向所述凝胶空腔中注入水凝胶溶液，交联处理，制得膜-水凝胶复合管状组织支架；
15、步骤s5，将所述膜-水凝胶复合管状组织支架进行干燥处理，制得膜-气凝胶复合管状组织支架。
16、进一步地，所述管状纤维膜的材料为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚丙交酯、聚丙烯腈、聚醚酰亚胺或聚偏二氟乙烯中的任意一种或多种。
17、进一步地，所述步骤s1中，所述管状纤维膜的制备方法包含传统涂覆法、静电纺丝法、熔喷纺丝法、纤维编织法、3d打印法、热致相分离法或自组装法中的任意一种。
18、进一步地，所述步骤s4中，所述水凝胶溶液包含氧化海藻酸钠和/或gelma。
19、进一步地，所述步骤s4中，所述交联处理为化学交联。
20、进一步地，所述步骤s5中，所述干燥处理包括真空冷冻干燥、常压干燥、超临界干燥中的任意一种。
21、与现有技术相比，本专利技术至少具备以下有益效果：
22、(1)本专利技术对膜-气凝胶复合管状组织工程支架的模具进行设计，其中若干支柱支撑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种膜-气凝胶复合管状组织工程支架的模具，其特征在于，包含若干层架、若干支柱、若干垫片、一中芯柱和一中空透明管，其中，
2.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述支柱至少包括三根，用于稳定支撑所述层架。
3.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述环形垫片槽的边缘设有第一阶梯状结构，所述第一阶梯状结构由所述环形垫片槽的边缘朝向圆心方向台阶高度逐渐降低；所述垫片的边缘设有第二阶梯状结构，所述第二阶梯状结构由所述垫片的边缘朝向圆心方向台阶高度逐渐升高；所述第一阶梯状结构和所述第二阶梯状结构之间相互嵌合。
4.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述注射口呈扇形缺口，通过所述注射口注射器长针头能伸入所述凝胶空腔的底部。
5.一种使用如权利要求1-4中任意一项所述的模具制备膜-气凝胶复合管状组织工程支架的制备方法，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述管状纤维膜的材料为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚丙交酯、聚丙烯腈、聚醚酰亚胺或聚偏二氟乙烯中的任意一种或多种。>
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述管状纤维膜的制备方法包含传统涂覆法、静电纺丝法、熔喷纺丝法、纤维编织法、3D打印法、热致相分离法或自组装法中的任意一种。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述水凝胶溶液包含氧化海藻酸钠和/或GelMA。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述交联处理为化学交联。
10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述干燥处理包括真空冷冻干燥、常压干燥、超临界干燥中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种膜-气凝胶复合管状组织工程支架的模具，其特征在于，包含若干层架、若干支柱、若干垫片、一中芯柱和一中空透明管，其中，
2.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述支柱至少包括三根，用于稳定支撑所述层架。
3.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述环形垫片槽的边缘设有第一阶梯状结构，所述第一阶梯状结构由所述环形垫片槽的边缘朝向圆心方向台阶高度逐渐降低；所述垫片的边缘设有第二阶梯状结构，所述第二阶梯状结构由所述垫片的边缘朝向圆心方向台阶高度逐渐升高；所述第一阶梯状结构和所述第二阶梯状结构之间相互嵌合。
4.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述注射口呈扇形缺口，通过所述注射口注射器长针头能伸入所述凝胶空腔的底部。
5.一种使用如权利要求1-4中任意一项所述的模具制备膜-气凝胶复合管状组织工程支架的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志宏，杨银，方俊，赵伟光，陈凯莹，刘语瞳，
申请(专利权)人：上海市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：
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