一種負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種負載rhBMP?2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架，該可降解支架包括三維貫通多孔支架，位于三維貫通多孔支架內(nèi)部的三維微支架以及位于三維微支架內(nèi)部的rhBMP?2緩釋系統(tǒng)；三維微支架呈三維貫通的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；三維貫通多孔支架的中間部位設(shè)置一個上下貫通的中心通道；控制中心通道開閉的三維貫通多孔支架的三分之一立柱是可拆卸和再組裝。本實用新型的可降解支架能夠緩慢釋放rhBMP?2，同時可實現(xiàn)支架的血管化以增強其成骨能力，并為新生的骨組織提供良好的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)及排泄代謝廢物，促進其對骨缺損的修復(fù)能力。
【專利說明】
一種負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架
技術(shù)領(lǐng)域
[〇〇〇1]本實用新型屬于生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。【背景技術(shù)】
[0002]骨折、腫瘤等疾病引起的骨缺損往往需要骨移植來進行修復(fù)和重建。骨移植手術(shù)是臨床中除輸血以外最常見的組織移植術(shù)，據(jù)估計每年在美國有500，000例，在全球有超過 2,000,000例骨移植應(yīng)用于骨科、神經(jīng)外科和口腔頌面外科。自體骨移植由于具有骨誘導(dǎo)性、骨傳導(dǎo)性及不引起抗原反應(yīng)等特性而被視為治療骨缺損的金標準，但其存在著來源有限的缺點及取骨處存在出血、感染、慢性疼痛等并發(fā)癥的潛在風險。同種異體骨移植作為常用的替代方式可能會引起排斥反應(yīng)甚至傳播疾病。
[0003]因此新的骨替代材料的研發(fā)具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來隨著生物材料學(xué)及組織工程學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了鈦合金，磷酸鈣(TCP)，羥基磷灰石(HA)及聚乳酸-羥基乙酸共聚物 (PLGA)等具有良好生物相容性的組織工程骨替代材料。
[0004]但是骨缺損的治療依然是困擾臨床的極大難題，尤其是當創(chuàng)傷、腫瘤等疾病引起大段骨缺損時，上述手段很難取得比較理想的結(jié)果。其主要原因有以下三點:1，移植骨或骨替代材料的無血管性:在骨組織內(nèi)，氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的有效彌散距離只有200M1，因此只有血管附近該范圍內(nèi)的骨組織才能得到有效的氧氣和營養(yǎng)供應(yīng)而得以存活。而傳統(tǒng)的移植骨以及新開發(fā)的組織工程骨替代材料大多是沒有自帶血管系統(tǒng)的。雖然移植后，在移植物周圍可以出現(xiàn)自發(fā)的血管化過程，但是血管向移植物內(nèi)生長的速度只有零點幾毫米/每天，移植物的中心區(qū)域無法得到所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，從而可能導(dǎo)致植骨愈合失敗。將血管束移植入支架可以快速的實現(xiàn)支架的血管化，為新生的骨組織提供所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)，以促進骨缺損的修復(fù)。2,研究已經(jīng)證實，孔徑在200M1-600M1的多孔支架最有利于骨細胞的長入，而傳統(tǒng)工藝制造的多孔支架很難滿足孔隙大小及分布均一的要求。此外骨缺損的形態(tài)各異也限制了傳統(tǒng)技術(shù)制造的支架在該領(lǐng)域的應(yīng)用。而近年來興起的3D打印技術(shù)可以很好的滿足支架對各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特殊外形的需求。3,目前研究較多的鈦合金支架雖然具有良好的生物相容性，但是由于其具有較高的彈性模量和不可降解性，往往會造成支架內(nèi)部應(yīng)力遮擋和骨與支架界面應(yīng)力集中的問題。
[0005]骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)具有很強的促進成骨的能力，但是直接釋放時所起到的有效作用時間很短，大量釋放甚至?xí)鹁植康牟涣挤磻?yīng)。因此將BMP-2載入緩釋系統(tǒng)實現(xiàn)藥物的緩慢釋放是臨床應(yīng)用的趨勢。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提供了一種負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架， 所述可降解支架包括三維貫通多孔支架，位于所述三維貫通多孔支架內(nèi)部的三維微支架以及位于所述三維微支架內(nèi)部的rhBMP-2緩釋系統(tǒng);所述三維微支架呈三維貫通的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);所述三維貫通多孔支架的中間部位設(shè)置一個上下貫通的中心通道;所述三維貫通多孔支架的三分之一立柱是可拆卸和再組裝的，從而實現(xiàn)了所述中心通道的打開或者關(guān)閉。
[0007]進一步，所述上下貫通的中心通道的直徑是4_8mm。
[0008]進一步，所述三維貫通多孔支架的孔徑是200-600WI1;孔隙率為60-80%。[〇〇〇9]進一步，所述三維微支架的孔徑是50-lOOwii;
[0010]進一步，所述三維貫通多孔支架由PLGA和FTCP制備而成;更進一步，所述三維貫通多孔支架由PLGA和I3-TCP按照4:1的比例制備而成。
[0011]PLGA和FTCP的組合可以被其他生物降解材料替代，包括但不限于，脂肪族聚內(nèi)醋、內(nèi)酷間的共聚物、內(nèi)酷同聚醚的共聚物、內(nèi)酷同氨基酸、馬來酸的共聚物，以及聚內(nèi)醋類高分子同天然高分子、各種聚內(nèi)酷間、或聚內(nèi)醋同甲殼素、海藻酸鹽間的共混物、或聚內(nèi)醋同經(jīng)基磷灰石、珊瑚、磷酸三鈣的共混物、聚乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)、白蛋白、膠原蛋白、聚羥基丁酸酯、聚己丙酯和丙烯酸羥丁酯、聚己內(nèi)酯(PCL)、乳酸-己內(nèi)酯共聚物(PLA-CL)、羥基丁酸-羥基己酸共聚物(PHBHHx)中的一種或幾種。[0〇12] PLGA和P-TCP的組合也可以被可降解的合金替代，包括但不限于，Mg-Sn-Mn系合金或Mg-Sn-Mn-Zn系合金。[〇〇13]進一步，所述三維微支架由明膠制備而成。
[0014]明膠可以被其他可降解同時可以形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的材料替代，包括但不限于， 天然高分子材料:如膠原、絲素蛋白、玉米蛋白、藻酸鹽、殼聚糖、透明質(zhì)酸鈉、海藻酸鈉、硫酸葡聚糖、肝素鈉、硫酸軟骨素或硫酸角質(zhì)素中的一種或幾種;羥基磷灰石粉末;磷酸鈣、磷酸三1丐、硫酸1丐、聚酯(polyesters)，聚二氧六環(huán)酮(polyd1xanone)，聚富馬酸二輕丙酯 (propylene fumarate，PPF)、聚原酸酯(polyorthoesters)、聚酐(polyanhydrides)以及聚氨酯(polyurethanes)等的一種或幾種。[〇〇15]進一步，所述rhBMP-2緩釋系統(tǒng)是由rhBMP-2與常見的緩釋載體組成。所述緩釋載體包括但不限于:(1)傳統(tǒng)緩釋載體:膠原、脫鈣骨基質(zhì)、纖維蛋白膠、生物活性玻璃、磷酸三鈣、雙相磷酸鈣、鈣硫酸鹽、鈣磷酸鹽、羥基磷灰石、珊瑚、石膏、透明質(zhì)酸；(2)微球緩釋載體:聚乳酸(polylactic acid，PLA)、聚乙醇酸(polyglycolic acid，PGA)、明膠、多糖基水凝膠、殼聚糖、海藻鹽；(4)納米緩釋載體；(5)其他:玻尿酸、纖維素、硫酸軟骨素、蠶絲和瓊脂糖、聚乙稀卩比略燒(polyvinyl pyrrolidone，PVP); (6)復(fù)合緩釋載體。在本實用新型的具體實施方案中，所述緩釋載體是殼聚糖。[〇〇16]本實用新型還提供了前面所述的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的制備方法，具體操作步驟如下:[〇〇17](1)利用常用的組織工程多孔支架制備工藝制備前面所述的三維貫通多孔支架；
[0018](2)制備rhBMP-2緩釋系統(tǒng)；[〇〇19](3)將天然高分子材料和/或生物陶瓷以及步驟(2)制備的rhBMP-2緩釋系統(tǒng)制備成混合液；
[0020](4)將步驟(3)制備的混合液灌注到步驟(1)制備的三維貫通多孔支架中，經(jīng)冷凍干燥制備成本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。
[0021]在本實用新型的具體實施方案中，上述步驟(1)的具體操作如下:[〇〇22] a、將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標骨組織的三維圖像，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴展該圖像，得到個性化的多孔連通三維數(shù)字模型，平均孔柱為100-1000μ??(中值500μπΟ、孔徑為200-600μπι(中值400μπΟ，孔隙率為60%-80%，支架中心通道的直徑4-8mm(根據(jù)骨缺損部位而定)，支架三分之一的立柱是可拆卸和再組裝的。
[0023]b、采用B1scaffolder 2.1 (GeSiM,Germany)3D打印機和清華大學(xué)研發(fā)的低溫沉積制造系統(tǒng)，以β-TCP及PLGA為原料打印多孔可降解支架，PLGA/i3-TCP = 4:1，依據(jù)設(shè)計模型打印多孔柱狀支架，于-80 V凍干后可形成固體支架。
[0024]在本實用新型的具體實施方案中，上述步驟(2)的具體操作步驟如下:采用乳化交聯(lián)法制備rhBMP-2/殼聚糖微球。首先將300mg殼聚糖溶解于1ml甲酸溶液中，加入約2.7mgrhBMP-2，充分攪拌。再將其逐滴加入含有表面活性劑span80的液體石蠟中，45°C充分攪拌后加入交聯(lián)劑香草醛，繼續(xù)攪拌6-7h，將沉淀物洗滌、冷凍干燥后即獲得rhBMP-2/殼聚糖微球。
[0025]在本實用新型的具體實施方案中，上述步驟(3)的具體操作步驟如下:將明膠顆粒加入到去離子水中，在37°C，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為1.5-20% ;然后加入步驟(2)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合。
[0026]優(yōu)選的，所述明膠終濃度為3-5%;更優(yōu)選的，所述明膠終濃度為4%。
[0027]在本實用新型的具體實施方案中，上述步驟(4)的具體操作步驟如下:
[0028]a、將步驟(3)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的三維貫通多孔支架中，并將其浸泡在混合液中，放置40C冰箱冷凍。
[0029]b、取出上述冷凍后的凝膠塊，給予刮除多孔支架表面及中空區(qū)域內(nèi)多余的凝膠，加入0.lmol/L甘氨酸溶液，浸泡，同法，再用去離子水浸泡、清洗。
[0030]C、將上述處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過多孔支架的上表面，而后放入-80°c冰箱冷凍。
[0031]d、取出凍存物，放入真空冷凍干燥機中，_46°C冰箱冷凍干燥，即得到本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。
[0032]優(yōu)選地，步驟(a)中4 °C冰箱冷凍時間為12h。
[0033]優(yōu)選地，步驟(b)中甘氨酸浸泡條件為:37°C，300r/min的磁力攪拌器中浸泡2h。
[0034]優(yōu)選地，步驟(c)中-80 Γ冰箱冷凍4h。
[0035 ] 優(yōu)選地，步驟(d)中-46 0C冰箱冷凍48h。
[0036]本實用新型的優(yōu)點和有益效果:
[0037]本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架通過3D打印而成，具有仿生特點、良好的生物相容性及可降解性能，通過復(fù)合可緩釋的BMP-2微球來增強其成骨的能力，通過手術(shù)將骨缺損附近的血管(如股骨附近的股深動靜脈，肱骨附近的肱深動靜脈和前臂附近的骨間血管束等等)移植入支架的中心通道區(qū)可實現(xiàn)支架的血管化以增強其成骨能力，并為新生的骨組織提供良好的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)及排泄代謝廢物，促進其對骨缺損的修復(fù)能力。
【附圖說明】
[0038]圖1顯示了負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2顯示rhBMP-2/殼聚糖緩釋系統(tǒng)載入含有明膠三維微支架中的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0041]下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件或按照廠商所建議的條件實施檢測。
[0042 ]下列實施例中未注明來源的試劑，均可從商用途徑獲取。
[0043 ]實施例1負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架
[0044]一種負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架，該可降解支架包括三維貫通多孔支架，位于三維貫通多孔支架內(nèi)部的三維微支架以及位于三維微支架內(nèi)部的rhBMP-2緩釋系統(tǒng);三維微支架呈三維貫通的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);三維貫通多孔支架中間部位設(shè)置一個上下貫通的中心通道;三維貫通多孔支架的三分之一立柱是可拆卸和再組裝的，從而實現(xiàn)了中心通道的打開或者關(guān)閉。
[0045]上下貫通的中心通道的直徑是4mm。
[0046]三維貫通多孔支架的孔徑是200μπι;孔隙率為60%。
[0047]三維微支架的孔徑是50μπι;
[0048]三維貫通多孔支架由PLGA和β-TCP按照4:1的比例制備而成。
[0049]使用時，通過手術(shù)將骨缺損附近的血管(如股骨附近的股深動靜脈，肱骨附近的肱深動靜脈和前臂附近的骨間血管束等等)移植入支架的中心通道區(qū)可實現(xiàn)支架的血管化以增強其成骨能力，并為新生的骨組織提供良好的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)及排泄代謝廢物，促進其對骨缺損的修復(fù)能力。
[0050]實施例2負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架
[0051]一種負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架，該可降解支架包括三維貫通多孔支架，位于三維貫通多孔支架內(nèi)部的三維微支架以及位于三維微支架內(nèi)部的rhBMP-2緩釋系統(tǒng);三維微支架呈三維貫通的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);三維貫通多孔支架中間部位設(shè)置一個上下貫通的中心通道;三維貫通多孔支架的三分之一立柱是可拆卸和再組裝的，從而實現(xiàn)了中心通道的打開或者關(guān)閉。
[0052]上下貫通的中心通道的直徑是8mm。
[0053]三維貫通多孔支架的孔徑是600μπι;孔隙率為80%。
[0054]三維微支架的孔徑是ΙΟΟμπι;
[0055]三維貫通多孔支架由PLGA和β-TCP按照4:1的比例制備而成。
[0056]使用時，通過手術(shù)將骨缺損附近的血管(如股骨附近的股深動靜脈，肱骨附近的肱深動靜脈和前臂附近的骨間血管束等等)移植入支架的中心通道區(qū)可實現(xiàn)支架的血管化以增強其成骨能力，并為新生的骨組織提供良好的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)及排泄代謝廢物，促進其對骨缺損的修復(fù)能力。
[0057]實施例3負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架
[0058]一種復(fù)合rhBMP-2的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的3D打印可降解支架，該可降解支架包括三維貫通多孔支架，位于三維貫通多孔支架內(nèi)部的三維微支架以及位于三維微支架內(nèi)部的rhBMP-2緩釋系統(tǒng);三維微支架呈三維貫通的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);三維貫通多孔支架中間部位設(shè)置一個上下貫通的中心通道;三維貫通多孔支架的三分之一立柱是可拆卸和再組裝的，從而實現(xiàn)了中心通道的打開或者關(guān)閉。
[0059]上下貫通的中心通道的直徑是5mm。
[0060]三維貫通多孔支架的孔徑是400μπι;孔隙率為70%。
[0061 ]三維微支架的孔徑是75μπι;
[0062]三維貫通多孔支架由PLGA和β-TCP按照4:1的比例制備而成。
[0063]使用時，通過手術(shù)將骨缺損附近的血管(如股骨附近的股深動靜脈，肱骨附近的肱深動靜脈和前臂附近的骨間血管束等等)移植入支架的中心通道區(qū)可實現(xiàn)支架的血管化以增強其成骨能力，并為新生的骨組織提供良好的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)及排泄代謝廢物，促進其對骨缺損的修復(fù)能力。
[0064]實施例4負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的制備
[0065]步驟如下:
[0066]1、將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標骨組織的三維圖像，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴展該圖像，得到個性化的多孔連通三維數(shù)字模型，平均孔柱為ΙΟΟμπι、孔徑為200μηι，孔隙率為60%，支架中心通道的直徑4mm(根據(jù)骨缺損部位而定)，支架三分之一的立柱是可拆卸和再組裝的。
[0067]2、采用B1scaffolder 2.1 (GeSiM,Germany)3D打印機和清華大學(xué)研發(fā)的低溫沉積制造系統(tǒng)，以β-TCP及PLGA為原料打印多孔可降解支架，PLGA/i3-TCP = 4:1，依據(jù)設(shè)計模型打印多孔柱狀支架，于-80 V凍干后可形成固體支架。
[0068]3、采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球并負載rhBMP-2，形成rhBMP-2/殼聚糖微球。首先將300mg殼聚糖溶解于1ml甲酸溶液中，加入約2.7mg rhBMP-2，充分攪拌。再將其逐滴加入含有表面活性劑span80的液體石蠟中，45°C充分攪拌后加入交聯(lián)劑香草醛，繼續(xù)攪拌6-7h，將沉淀物洗滌、冷凍干燥后即獲得rhBMP-2/殼聚糖微球。
[0069]4、將明膠顆粒加入到去離子水中，在37°C，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為1.5% ;然后加入步驟(2)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合。
[0070]5、將步驟(4)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的三維貫通多孔支架中，并將其浸泡在混合液中，放置40C冰箱冷凍12h。
[0071]6、取出上述冷凍后的凝膠塊，給予刮除多孔支架表面及中空區(qū)域內(nèi)多余的凝膠，加入0.lmol/L甘氨酸溶液，37°C，300r/min的磁力攪拌器中浸泡2h，同法，再用去離子水浸泡、清洗3遍。
[0072]7、將上述處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過多孔支架的上表面，而后放入-80°(:冰箱冷凍4h。
[0073]8、取出凍存物，放入真空冷凍干燥機中，-46°C冰箱冷凍干燥48h，即得到本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。
[0074]實施例5負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的制備
[0075]步驟如下:
[0076]1、將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標骨組織的三維圖像，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴展該圖像，得到個性化的多孔連通三維數(shù)字模型，平均孔柱為ΙΟΟΟμπι、孔徑為600μπι，孔隙率為80%，支架中心通道的直徑8mm(根據(jù)骨缺損部位而定)，支架三分之一的立柱是可拆卸和再組裝的。
[0077]2、采用B1scaffolder 2.1 (GeSiM,Germany)3D打印機和清華大學(xué)研發(fā)的低溫沉積制造系統(tǒng)，以β-TCP及PLGA為原料打印多孔可降解支架，PLGA/i3-TCP = 4:1，依據(jù)設(shè)計模型打印多孔柱狀支架，于-80 V凍干后可形成固體支架。
[0078]3、采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球并負載rhBMP-2，形成rhBMP-2/殼聚糖微球。首先將300mg殼聚糖溶解于101111甲酸溶液中，加入約2.71^ rhBMP-2，充分攪拌。再將其逐滴加入含有表面活性劑span80的液體石蠟中，45°C充分攪拌后加入交聯(lián)劑香草醛，繼續(xù)攪拌6-7h，將沉淀物洗滌、冷凍干燥后即獲得rhBMP-2/殼聚糖微球。
[0079]4、將明膠顆粒加入到去離子水中，在37°C，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為20% ;然后加入步驟(2)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合。
[0080]5、將步驟(4)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的三維貫通多孔支架中，并將其浸泡在混合液中，放置40C冰箱冷凍12h。
[0081]6、取出上述冷凍后的凝膠塊，給予刮除多孔支架表面及中空區(qū)域內(nèi)多余的凝膠，加入0.lmol/L甘氨酸溶液，37°C，300r/min的磁力攪拌器中浸泡2h，同法，再用去離子水浸泡、清洗3遍。
[0082]7、將上述處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過多孔支架的上表面，而后放入-80°(:冰箱冷凍4h。
[0083]8、取出凍存物，放入真空冷凍干燥機中，-46°C冰箱冷凍干燥48h，即得到本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。
[0084]實施例6負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的制備
[0085]步驟如下:
[0086]1、將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標骨組織的三維圖像，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴展該圖像，得到個性化的多孔連通三維數(shù)字模型，平均孔柱為500μπι、孔徑為400μπι，孔隙率為70%，支架中心通道的直徑5mm(根據(jù)骨缺損部位而定)，支架三分之一的立柱是可拆卸和再組裝的。
[0087]2、采用B1scaffolder 2.1 (GeSiM,Germany)3D打印機和清華大學(xué)研發(fā)的低溫沉積制造系統(tǒng)，以β-TCP及PLGA為原料打印多孔可降解支架，PLGA/i3-TCP = 4:1，依據(jù)設(shè)計模型打印多孔柱狀支架，于-80 V凍干后可形成固體支架。
[0088]3、采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球并負載rhBMP-2，形成rhBMP-2/殼聚糖微球。首先將300mg殼聚糖溶解于101111甲酸溶液中，加入約2.71^ rhBMP-2，充分攪拌。再將其逐滴加入含有表面活性劑span80的液體石蠟中，45°C充分攪拌后加入交聯(lián)劑香草醛，繼續(xù)攪拌6-7h，將沉淀物洗滌、冷凍干燥后即獲得rhBMP-2/殼聚糖微球。
[0089]4、將明膠顆粒加入到去離子水中，在37°C，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為3% ;然后加入步驟(2)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合。
[0090]5、將步驟(4)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的三維貫通多孔支架中，并將其浸泡在混合液中，放置40C冰箱冷凍12h。
[0091]6、取出上述冷凍后的凝膠塊，給予刮除多孔支架表面及中空區(qū)域內(nèi)多余的凝膠，加入0.lmol/L甘氨酸溶液，37°C，300r/min的磁力攪拌器中浸泡2h，同法，再用去離子水浸泡、清洗3遍。
[0092]7、將上述處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過多孔支架的上表面，而后放入-80°(:冰箱冷凍4h。
[0093]8、取出凍存物，放入真空冷凍干燥機中，-46°C冰箱冷凍干燥48h，即得到本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。
[0094]實施例7負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的制備
[0095]步驟如下:
[0096]1、將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標骨組織的三維圖像，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴展該圖像，得到個性化的多孔連通三維數(shù)字模型，平均孔柱為500μπι、孔徑為400μπι，孔隙率為70%，支架中心通道的直徑5mm(根據(jù)骨缺損部位而定)，支架三分之一的立柱是可拆卸和再組裝的。
[0097]2、采用B1scaffolder 2.1 (GeSiM,Germany)3D打印機和清華大學(xué)研發(fā)的低溫沉積制造系統(tǒng)，以β-TCP及PLGA為原料打印多孔可降解支架，PLGA/i3-TCP = 4:1，依據(jù)設(shè)計模型打印多孔柱狀支架，于-80 V凍干后可形成固體支架。
[0098]3、采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球并負載rhBMP-2，形成rhBMP-2/殼聚糖微球。首先將300mg殼聚糖溶解于101111甲酸溶液中，加入約2.71^ rhBMP-2，充分攪拌。再將其逐滴加入含有表面活性劑span80的液體石蠟中，45°C充分攪拌后加入交聯(lián)劑香草醛，繼續(xù)攪拌6-7h，將沉淀物洗滌、冷凍干燥后即獲得rhBMP-2/殼聚糖微球。
[0099]4、將明膠顆粒加入到去離子水中，在37°C，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為5% ;然后加入步驟(2)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合。
[0100]5、將步驟(4)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的三維貫通多孔支架中，并將其浸泡在混合液中，放置40C冰箱冷凍12h。
[0101]6、取出上述冷凍后的凝膠塊，給予刮除多孔支架表面及中空區(qū)域內(nèi)多余的凝膠，加入0.lmol/L甘氨酸溶液，37°C，300r/min的磁力攪拌器中浸泡2h，同法，再用去離子水浸泡、清洗3遍。
[0102]7、將上述處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過多孔支架的上表面，而后放入-80°(:冰箱冷凍4h。
[0103]8、取出凍存物，放入真空冷凍干燥機中，-460C冰箱冷凍干燥48h，即得到本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。
[0104]實施例8負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架的制備
[0105]步驟如下:
[0106]1、將CT圖像導(dǎo)入Mimics或CAD等三維圖像軟件，得到目標骨組織的三維圖像，以正六面體或正十二面體結(jié)構(gòu)單位充填、擴展該圖像，得到個性化的多孔連通三維數(shù)字模型，平均孔柱為500μπι、孔徑為400μπι，孔隙率為70%，支架中心通道的直徑5mm(根據(jù)骨缺損部位而定)，支架三分之一的立柱是可拆卸和再組裝的。
[0107]2、采用B1scaffolder 2.1 (GeSiM,Germany)3D打印機和清華大學(xué)研發(fā)的低溫沉積制造系統(tǒng)，以β-TCP及PLGA為原料打印多孔可降解支架，PLGA/i3-TCP = 4:1，依據(jù)設(shè)計模型打印多孔柱狀支架，于-80 V凍干后可形成固體支架。
[0108]3、采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖微球并負載rhBMP-2，形成rhBMP-2/殼聚糖微球。首先將30011^殼聚糖溶解于101111甲酸溶液中，加入約2.7mg rhBMP-2，充分攪拌。再將其逐滴加入含有表面活性劑span80的液體石蠟中，45°C充分攪拌后加入交聯(lián)劑香草醛，繼續(xù)攪拌6-7h，將沉淀物洗滌、冷凍干燥后即獲得rhBMP-2/殼聚糖微球。
[0109]4、將明膠顆粒加入到去離子水中，在37°C，300r/min的磁力攪拌器中2h至徹底溶解，明膠終濃度為4% ;然后加入步驟(2)制備的rhBMP-2/殼聚糖微球均勻混合。
[0110]5、將步驟(4)制備的混合液以注射器加壓注入已制備好的三維貫通多孔支架中，并將其浸泡在混合液中，放置40C冰箱冷凍12h。
[0111]6、取出上述冷凍后的凝膠塊，給予刮除多孔支架表面及中空區(qū)域內(nèi)多余的凝膠，加入0.lmol/L甘氨酸溶液，37°C，300r/min的磁力攪拌器中浸泡2h，同法，再用去離子水浸泡、清洗3遍。
[0112]7、將上述處理物放入容器內(nèi)，加入去離子水沒過多孔支架的上表面，而后放入-80°(:冰箱冷凍4h。
[0113]8、取出凍存物，放入真空冷凍干燥機中，-460C冰箱冷凍干燥48h，即得到本實用新型的負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架。
[0114]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種負載rhBMP-2緩釋系統(tǒng)的可實現(xiàn)血管轉(zhuǎn)移的可降解支架，其特征在于，所述可降 解支架包括三維貫通多孔支架，位于所述三維貫通多孔支架內(nèi)部的三維微支架以及位于所 述三維微支架內(nèi)部的rhBMP-2緩釋系統(tǒng);所述三維微支架呈三維貫通的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);所述 三維貫通多孔支架的中間部位設(shè)置一個上下貫通的中心通道;控制所述中心通道開閉的所 述三維貫通多孔支架的三分之一立柱是可拆卸和再組裝。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解支架，其特征在于，所述上下貫通的中心通道的直徑是 4_8mm〇3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解支架，其特征在于，所述三維貫通多孔支架的孔徑是 200-600M1;孔隙率為60-80 %。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解支架，其特征在于，所述三維微支架的孔徑是50-lOOy m〇
【文檔編號】C08J3/24GK205569387SQ201620177644
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】李波, 王海, 尹博, 蘇新林, 吳志宏, 邱貴興
【申請人】吳志宏, 李波