一種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝制造技術

本發明專利技術涉及臨床中骨缺損、骨不聯修復所需的代替物及構建組織工程骨的生物支架材料，具體地說是一種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝。本發明專利技術所述的生物支架材料可分為兩種制備工藝。其一.包括以下工藝步驟：（1)骨模板的制備，(2)澆鑄，（3)去除骨模板，（4)干燥。其二.（1)骨模板的制備，（2)灌漿，（3)去除骨模板，（4)冷卻，（5)包裝。本發明專利技術同現有技術相比，所制備的生物支架材料具有天然骨的結構特征。比用常規的方法所制得的生物支架材料具有更高的力學強度、孔隙率和更多的連通孔。釆用本發明專利技術制備的多孔支架材料適用作組織缺損修復材料和組織工程細胞支架材料。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及臨床中骨缺損、骨不聯修復所需的代替物及構建組織工程骨的生物支架材料，具體地說是一種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝。
技術介紹
骨組織缺損修復在臨床中經常使用到骨組織替代物，其中包括：自體骨組織，人工材料，天然材料及其衍生物，以及它們的復合物。但是，目前公認的對骨組織修復最有效的方法還是自體骨組織修復。這不僅和自體骨組織不存在免疫排斥，良好的生物相容性有關，還和自體骨組織的空間結構：即孔隙大小、及其分布，良好的孔間連通與宿主品配有關。因為骨組織是一種不斷自我調整自身結構以適應應力的變化的組織，其調整時包括：破骨（骨質吸收）和成骨（骨質形成）兩個過程，骨缺損部位的替代物也和需改造的骨組織一樣被破骨細胞吸收留下孔隙，該部位在成骨細胞作用的作用下形成新的骨組織，達到修復宿主骨缺損的目的。顯然，與自身骨組織結構越類似的代替物，越容易完成被宿主新骨代替的過程。其它的相關研究也證實，三維多孔支架材料的結構、氣孔率、孔徑、孔間的連通性及孔間徑大小都對細胞的遷移、生長、黏附、增殖、分化以及細胞外基質的分泌和分布都有重要的影響。因此，生物支架材料的結構、氣孔率、孔徑、孔間的連通性及孔間徑大小是評價生物支架材料的重要指標。目前常規的制孔技術如真空冷凍干燥法、鹽瀝濾法、溶劑澆鑄法可以制備出孔隙率高達90%以上得多孔生物材料。孔隙率、孔徑的大小可以通過控制相應的制作工藝條件而實現，因此，十分常用。但是，這些方法制作得支架孔隙間的連通程度不高，容易形成死孔，難以達到最適合細胞生長的三維多孔連通結構（Biomaterials，1998,19,4105);此外，由于連通性差，制孔劑在支架內部殘留，會導致生物支架力學性能降低，可能還會影響生物支架的生物相容性，同時空間結構也難以和宿主骨的結構相品配，在一定的程度上限制了其的實用價值。骨骼中大約60%為無機物，40%為有機物。可以通過化學的方法去除有機或無機成分，作為生物支架使用。但是，自體或同種異體骨來源有限，難以商品化；異種骨經理化處理后可以免疫排斥可以達到患者可以承受的范圍，但是，異種骨的疾病傳播，特別是脘病毒的出現，更增加了疾病傳播的風險，難以進入臨床推廣應用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于：提供制備一種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝。滿足臨床各種骨缺損和骨不連的需求，同時為組織工程化骨提供一種良好的生物支架材料。為實現上述目的，提供一種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝，通過該工藝制備的生物支架主要分為無機材料的生物支架及有機材料的生物支架兩種。其一.有機生物材料支架的制備工藝，包括以下工藝步驟：（1)骨模板的制備：取動物或人尸體松質骨切割成特定規格的骨塊，先用高壓水沖洗去除血水和骨髓成分，然后將經過預處理的骨塊用h1的三氯甲烷和甲醇溶液處理12-36小時脫脂，再用()·3-5mol/L的鹽酸處理()·5—10小時去除骨質中的無機成分，得到天然松質骨的膠原基質，最后將經過上述處理的骨塊37°C干燥備用，即完成骨模板的制備；（2)澆鑄：先將高分子材料溶解于溶劑中，配制成不同濃度的高分子溶液，然后將步驟1所制備的骨模板浸泡在高分子溶液中，同時擠壓骨模板，驅趕骨模板中的氣泡，使高分子溶液進入骨模板中，再浸泡1-3小時，最后將骨模板取出，漓干，再然后放置在真空干燥箱中于30—80°C的溫度條件下干燥12—72小時；(3)去除骨模板；將步驟2所制備的骨模板一高分子混合物浸泡在乙二胺溶液（濃度0.1—3mol/L)中48—96小時，去除膠原骨模板，再用蒸餾水洗滌3—5次；（4)干燥：在室溫的條件下進行干燥，即完成生物支架的制備。所述的高分子材料為聚羥基乙酸、聚己乙酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚P一羥基烷酸酯類、聚酸酐、聚原酸酯中的一種或從中選取幾種進行復配。對于有機生物支架的制備使用的溶劑為氯仿、二氯甲烷、二甲基亞砜中的一種或從中選取幾種進行復配，還可以選取其他的有機溶劑。所配制的高分子溶液的濃度為2—40%(w/v)。而在去除膠原骨模板的過程中還可以使用強堿溶液來代替乙二胺溶液。所使用的強堿溶液的最佳選擇為氫氧化鈉溶液。其二.無機生物材料支架的制備工藝，包括以下工藝步驟：（1)骨模板的制備：取動物或人尸體的骨骼切割成骨塊，先用高壓水沖洗去除血水和骨髓成分，然后將經過預處理的骨塊用1:1的三氯甲烷和甲醇溶液處理12-36小時脫脂，再用0.3-5mol/L的鹽酸處理0.5—10小時去除骨質中的無機成分，得到天然松質骨的膠原基質，最后將經過上述處理的骨塊37°C干燥備用，即完成骨模板的制備；（2)灌漿：先將生物陶瓷粉體及重量比為生物陶瓷粉體10%—20%的高溫粘結劑（如磷酸鹽玻璃）一起溶解在溶劑中，然后在室溫自然干燥3—12小時，再放置在真空干燥箱中于30—80°C的溫度條件下干燥12—72小時；（3)去除骨模板：將步驟2制得的骨模板一生物陶瓷混合物置于馬弗爐中以700-1200°C的溫度條件鍛燒1-5小時，煅燒時的升溫速率為2—5°C/分鐘；(4)冷卻：將制得的生物支架冷卻至室溫；（5)包裝：將冷卻的生物支架置入無菌的包裝中，保存。所使用的生物陶瓷的粉體材料為單晶氧化陶瓷或多晶氧化陶瓷或羥基磷灰石陶瓷或生物玻璃材料粉體。而所使用的溶劑可以為蒸餾水或二氧化硅溶膠。本專利技術所制備的有機和無機生物支架材料，具備天然骨的結構特征，同時具備很高的機械強度，達到了0.08_4Mpa。更為具體的來分析有機生物支架材料機械強度達到80—420KPa，無機生物支架材料達O.5MPa—4MPa。本專利技術同現有技術相比，所制備的生物支架材料具有天然骨的結構特征。比用常規的方法所制得的生物支架材料具有更高的力學強度、孔隙率和更多的連通孔。采用本專利技術制備的多孔支架材料適用作組織缺損修復材料和組織工程細胞支架材料。具體實施方式例1有機生物支架的制備(1)骨模板的制備取動物尸體的松質骨切割成特定規格的骨塊，先用高壓水沖洗去除血水和骨髓成分，然后將經過預處理的骨塊用h1的三氯申烷和甲醇溶液處理12小時脫脂，再用5mol/L的鹽酸處理2小時去除骨質中的無機成分，得到天然松質骨的膠原基質，最后將經過上述處理的骨塊37°C干燥備用，即完成骨模板的制備；（2)澆鑄：先將聚乙醇酸溶解于氯仿溶劑中，配制成高分子溶液，高分子溶液的濃度為10(w/v)。然后將步驟1所制備的骨模板浸泡在上述的高分子溶液中，同時擠壓骨模板，驅趕骨模板中的氣泡，使高分子溶液進入骨模板中，再浸泡1小時，最后將骨模板取出，在真空干燥箱于5CTC的溫度條件下干燥24小時；（3)去除骨模板：將步驟2所制備的骨模板一聚乙醇酸混合物浸泡在乙二胺溶液（濃度lmol/L)中48小時，去除膠原骨模板，再用蒸餾水洗滌3次；(4)干燥：在室溫的條件下進行干燥，即完成生物支架的制備。這種制造技術對于專業人員來說還是清楚的。例2有機生物支架的制備(1)骨模板的制備：取動物尸體的松質骨切割成特定規格的骨塊，先用高壓水沖洗去除血水和骨髓成分，然后將經過預處理的骨塊用1的三氯甲本文檔來自技高網...

【技術保護點】
種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝，其特征在于包括以下工?藝步驟：（1)骨模板的制備：取動物或人尸體松、質骨切割成特定規格的骨塊，?先用高壓水沖洗去除血水和骨髓成分，然后將經過預處理的骨塊用1：?1的三?氯甲焼和甲醇溶液處理12?36小時脫脂，再用0.?3?5mol/L的鹽酸處理0.?5—?10小時去除骨質中的無機成分，得到天然松質骨的膠原基質，最后將經過上?述處理的骨塊37°C干燥備用，即完成骨模板的制備（2)澆鑄：先將高分子?材料溶解于溶劑中，配制成不同濃度的高分子溶液，然后將步驟1所制備的?骨模板浸泡在高分子溶液中，同時擠壓骨模板，驅趕骨模板中的氣泡，使高?分子溶液進入骨模板中，再浸泡1?3小時，最后將骨模板取出，漓干，然后?放置在真空干燥箱內于30—80°C的溫度條件下干燥12—72小時；(3)去除?骨模板：將步驟2所制備的骨模板一高分子混合物浸泡在乙二胺溶液（濃度?0.?l?3mol/L)中48?—96小時，去除膠原骨模板，再用蒸餾水洗緣3—5次；(4)干燥：在室溫的條件下進行干燥，即完成生物支架的制備。

【技術特征摘要】
1.種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝，其特征在于包括以下工藝步驟：（1)骨模板的制備：取動物或人尸體松、質骨切割成特定規格的骨塊，先用高壓水沖洗去除血水和骨髓成分，然后將經過預處理的骨塊用1：1的三氯甲焼和甲醇溶液處理12-36小時脫脂，再用0.3-5mol/L的鹽酸處理0.5—10小時去除骨質中的無機成分，得到天然松質骨的膠原基質，最后將經過上述處理的骨塊37°C干燥備用，即完成骨模板的制備（2)澆鑄：先將高分子材料溶解于溶劑中，配制成不同濃度的高分子溶液，然后將步驟1所制備的骨模板浸泡在高分子溶液中，同時擠壓骨模板，驅趕骨模板中的氣泡，使高分子溶液進入骨模板中，再浸泡1-3小時，最后將骨模板取出，漓干，然后放置在真空干燥箱內于30—80°C的溫度條件下干燥12—72小時；(3)去除骨模板：將步驟2所制備的骨模板一高分子混合物浸泡在乙二胺溶液（濃度0.l-3mol/L)中48—96小時，去除膠原骨模板，再用蒸餾水洗緣3—5次；
(4)干燥：在室溫的條件下進行干燥，即完成生物支架的制備。
2.一種具有天然骨結構特征的生物支架的制備工藝，其特征在于包括以下工藝步驟：（1)骨模板的制備：取動物或人尸體松St骨切割成特定規格的骨塊，先用高壓水沖、洗去除血水和骨髓成分，然后將經過預處理的骨_1：1的三氯甲焼和甲醇溶液處理12-36小時脫脂，再用0.3-5mol/L的鹽酸處理0.5—10小時去除骨質中的無機成分，以得到天然松質骨的膠原基質，最后將經過處理的骨塊37°C干燥備用，即完成骨模板的制備；（2)灌楽：先將生物陶瓷粉體及重量比為生物陶瓷粉體10%—20%的高溫粘結劑一起溶解在溶劑中，配制成不同濃度的漿液，再將漿液灌注入步驟1所制的骨模板中，然后在室溫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐聰，
申請(專利權)人：青島誠一知識產權服務有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37