【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物材料，进一步地说，是涉及一种颅骨损伤修复支架及其制备方法和应用。
技术介绍
1、骨组织是人体重要的组织，起到保护内脏、支撑身体、促进运动、产生血细胞、调节血液ph值、储存和释放脂肪和矿物质等作用。
2、天然的骨组织具有自愈合能力，但当缺损区域达到临界阈值(颅骨5mm)，就需要借助手术干预。自体移植是骨修复的“金标准”，但供体有限，还会引发供体部位相关并发症等问题；而异体移植存在纤维性骨不连、炎症和微裂纹扩展等问题，导致植入失败。因此，组织工程支架在骨再生领域的发展近年来受到越来越多的关注。
3、人工支架的制备方式有许多种，如静电纺丝、3d打印、冷冻干燥、水凝胶法等。静电纺丝技术所制备的纳米纤维支架具有较大的比表面积、孔隙率较高。静电纺丝法包括溶液静电纺丝和融熔静电纺丝。其中，溶液静电纺丝中采用的有机溶剂具有毒性和挥发性，会发生溶剂残留，不适于对安全性要求较高的应用；且对环境不友好，溶剂回收成本高。熔融静电纺丝与传统的溶液静电纺丝相比，具有无溶剂、环保的优点，静电纺丝技术还难以实现特殊结构设计的需求。3d打印是一种从3d模型数据逐层精确堆叠打印材料以快速生成任意形状结构的过程，具有快速成型、结构可设计和精确制造的优点，但其分辨率仅限于微尺度，不足以构建具有纳米尺度多层次结构的仿生功能支架。且传统3d打印法制备的支架，直径较粗，基本在300～400μm，不利于细胞的黏附。
4、颅骨损伤是常见的临床问题，尤其针对一些具有一定深度的缺损修复，一般的支架很难促进周围组织或者周围细胞向中
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种颅骨损伤修复支架及其制备方法。本专利技术的支架是有序排列的微纳纤维结构，能够较好地促进细胞从周围组织到受损区域的迁移增殖，从而达到促进组织修复的目的。
2、首先，本专利技术的目的之一是提供一种颅骨损伤修复支架。
3、具体地，本专利技术提供的支架是由高分子聚合物为基础材料通过近场直写熔融技术(即近场熔体静电纺丝打印技术)打印得到有序纤维结构。本专利技术可以根据软件设计的结构，打印任意符合实用形状结构的支架。例如，本专利技术提供的支架可以是多个有序排列连接的纤维形成的多边形结构、圆形结构或蛛网结构。
4、优选地，本专利技术的支架为蛛网结构，且蛛网结构由多个同心圆通过多个径向排列的纤维连接形成；其中，蛛网结构的大小、同心圆的数目、径向排列的纤维数目均可根据实际实用情形调整。例如，径向排列的纤维可以看作将同心圆等圆周分；或较少的径向排列的纤维数目，使蛛网结构之间的空隙较大；或较多的径向排列的纤维数目，使蛛网结构较为紧密。
5、进一步地，本专利技术的颅骨损伤修复支架的支架的厚度为100～5000μm；支架中有序连接的纤维的直径为1～200μm。
6、其次，本专利技术的目的之二是提供本专利技术目的之一的颅骨损伤修复支架的制备方法。
7、具体地，所述支架的制备方法包括以下步骤：
8、将基础材料进行共混处理，再转移至近场直写熔融电纺机(即近场熔体静电纺丝打印机)打印得到有序纤维结构的支架。
9、优选地，基础材料包括高分子聚合物，其中，高分子聚合物为脂肪族聚酯；更优选为聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸-羟基乙酸-己内酯共聚物、可降解的聚氨酯中的一种或组合。
10、优选地，基础材料还包括生物活性物质；优选为活性物质陶瓷；更优选为磷酸钙、硫酸钙、羟基磷灰石、过氧化钙、黑磷纳米片中的一种或组合。
11、更优选地，生物活性物质的添加用量为高分子聚合物质量的0～40％；更优选为0～30％；特别优选为0～25％；更特别优选为10～20％。
12、更具体地，本专利技术的支架的制备方法包括以下步骤：
13、称取一定质量的高分子聚合物、或高分子聚合物和生物活性物质进行共混，将混合均匀后的粒料加入料筒中进行近场直写熔融电纺，设置纺丝机的参数，打印得到有序纤维结构的支架。
14、优选地，本专利技术通过常规3d建模软件(包括但不限于efl-potato e软件、blender软件、shapr3d)设计出想要制备的有序纤维结构，例如，蛛网结构，导入模型开始打印。
15、再次，本专利技术的目的之三是提供本专利技术目的之一的颅骨损伤修复支架的应用。
16、具体地，本专利技术的支架具有有序排列的微纳纤维结构，能够较好地促进细胞从周围组织到受损区域的迁移增殖，从而达到促进组织修复的目的。尤其本专利技术的支架可以设计为任意适用的结构，其中，蛛网结构的支架较适用于颅骨损伤修复。
17、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
18、1、本专利技术采用近场直写熔融电纺技术(即近场熔体静电纺丝打印技术)制备具有有序微纳纤维结构的支架，一方面避免使用溶剂，避免了溶剂的挥发和有毒的污染；另一方面近场直写熔融电纺机打印沿着平台稳定运动可以实现纤维的有序沉积，从而获得有序排列的微纳纤维结构，从而开发出多尺度的支架来模拟自然骨组织的复杂性和层次结构。
19、2、本专利技术采用的近场直写技术(即近场熔体静电纺丝打印技术)打印静电纺微纳纤维，相较于传统的静电纺丝得到的支架，本专利技术的支架的纤维直径、排列、间距均可控。例如，纤维直径可通过调整打印喷头和平台距离以及打印电压和气压调控；纤维排列和间距可通过常规3d建模软件设计代码调控。本专利技术提供的支架中纤维直径为1～200μm，使细胞易于攀附其上，便于骨长入。同时，本专利技术还可灵活的根据不同的接种细胞和所需修复组织调整纤维排列和间距。
20、3、本专利技术采用的高分子聚合物包括聚己内酯(pcl)等作为支架基础材料安全性好；在高分子聚合物内部掺杂生物活性物质包括羟基磷灰石等，安全性可靠。另外，本专利技术提供的支架的纤维直径较细，易于干细胞粘附、迁移，仿生设计的支架微结构及微环境可使干细胞在支架不同结构上向不同方向分化，最终达到促进颅骨修复的效果。由此，本专利技术提供的支架具有良好的生物安全性和促进干细胞分化特性。
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1.一种颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述支架是由高分子聚合物为基础材料通过近场直写熔融技术打印得到的有序纤维结构的支架。
2.根据权利要求1所述的颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述有序纤维结构为多个有序排列连接的纤维形成的多边形结构、圆形结构或蛛网结构。
3.根据权利要求1所述的颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述支架的厚度为100～5000μm；所述有序纤维结构中纤维的直径为1～200μm。
4.根据权利要求2所述的颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述蛛网结构由多个同心圆通过多个径向排列的纤维连接形成。
5.根据权利要求1～4任一所述的颅骨损伤修复支架的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的颅骨损伤修复支架的制备方法，其特征在于，所述基础材料包括高分子聚合物、或高分子聚合物和生物活性物质。
7.根据权利要求6所述的颅骨损伤修复支架的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的颅骨损伤修复支架的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的颅骨损伤修
10.根据权利要求1～4任一所述的颅骨损伤修复支架的应用，其特征在于，所述支架用于促进组织修复；优选用于颅骨损伤的修复。
...【技术特征摘要】
1.一种颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述支架是由高分子聚合物为基础材料通过近场直写熔融技术打印得到的有序纤维结构的支架。
2.根据权利要求1所述的颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述有序纤维结构为多个有序排列连接的纤维形成的多边形结构、圆形结构或蛛网结构。
3.根据权利要求1所述的颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述支架的厚度为100～5000μm；所述有序纤维结构中纤维的直径为1～200μm。
4.根据权利要求2所述的颅骨损伤修复支架，其特征在于，所述蛛网结构由多个同心圆通过多个径向排列的纤维连接形成。
5.根据权利要求1～4...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛佳佳，方蕾，贾智杰，张朝旭，田丰，张立群，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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