专利名称：用于骨软骨修复的双层复合支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于骨软骨组织工程中的支架结构，尤其涉及一种用于骨软骨修复的 复合支架结构。
背景技术：
研究表明软骨下骨在软骨损伤的修复中具有重要意义，它对软骨起着支持、粘附、甚 至是营养的作用。软骨下骨损伤，可以影响其上软骨的新陈代谢，容易诱发骨性关节炎和 软骨退行性变，对软骨修复的长期效果有重要影响。有研究表明，软骨下骨的退变早于软 骨退变。单纯修复软骨，短期内可能取得疗效，但其远期效果欠佳，修复的软骨重新退变。 单纯的组织工程化软骨或者自体移植软骨，并不能很好地解决此类问题。
实用新型内容
为了克服现有技术单纯修复软骨所用支架远期效果欠佳，修复的软骨出现重新退变的 技术问题，本实用新型提供一种理化特性和形态特征均符合骨软骨组织工程的用于骨软骨 修复的双层复合支架。
为了解决上述技术问题，本实用新型用于骨软骨修复的双层复合支架予以实现的技术方 案是由基架构成，所述基架由模拟软骨样层和模拟软骨下骨层紧密结合而成。
本实用新型用于骨软骨修复的双层复合支架中的所述模拟软骨样层采用壳聚糖胶原，
所述模拟软骨下骨层采用聚醚醚酮一羟基磷灰石；或所述模拟软骨样层采用壳聚糖，所述 模拟软骨下骨层采用羟基磷灰石。所述模拟软骨样层的厚度为l~5mm，该层的孔隙率为 70-90%，其孔径为200-400 pm;所述模拟软骨下骨层的厚度为2-10mm，该层的孔隙率为 50-75%，其孔径为200-500 P m。
所述基架的总体形状为圆柱体、圆台。所述基架的直径为4-12mm。位于所述基架的模 拟软骨下骨层外表面设置有螺纹。或所述基架的总体形状为楔型。所述楔型的截面为正方 形或近似正方型，其截面对角线的长度为4 12mm。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是由于本实用新型双层复合支架中的 各层可以分别模拟软骨样层和软骨下骨层，在修复骨软骨中应用本实用新型双层复合支架， 细胞、组织相溶性好，孔相通性好，复合支架理化特性符合骨软骨组织工程支架要求；由 于支架采用圆柱体、圆台或楔型，而且在模拟软骨下骨层设置有螺纹，其形态特征便于操 作。
图1是本实用新型用于骨软骨修复的双层复合支架的结构示意图； 图2是图1中所示模拟软骨样层1的结构放大示意图； 图3是图1中所示模拟软骨下骨层2的结构放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如附图所示，本实用新型用于骨软骨修复的双层复合支架由基架构成，所述基架由模拟 软骨样层1和模拟软骨下骨层2紧密结合而成；所述模拟软骨样层1的厚度为l~5mm，该 层的孔隙率为70-90%，其孔径为200-400 ym;所述模拟软骨下骨层2的厚度为2-10mm， 该层的孔隙率为50-75%，其孔径为200-500ym。所述基架的总体形状可以是圆柱体、或圆 台，其平均直径为4-12mm。为了应用中便于操作，位于模拟软骨下骨层2的外表面最好设 置有螺纹。裙述基架的总体形状还可以是楔型，该楔型的截面为正方形，也可以是近似的 正方型，其正方形截面的对角线长度为4 12mm。
该双层结构中的模拟软骨样层1和模拟软骨下骨层2分别采用壳聚糖胶原及聚醚醚酮 一羟基磷灰石(PEEK-HA)形成壳聚糖胶原/PEEK-HA双层复合支架；或分别采用壳聚糖 (CS)及羟基磷灰石(HA)形成CS/HA双层复合支架。
下面分别描述本实用新型用于骨软骨修复的双层复合支架的两个具体实施例。
实施例一壳聚糖胶原/PEEK-HA双层复合支架
双层壳聚糖胶原/聚醚醚酮一羟基磷灰石(PEEK-HA)双层复合支架从组织结构上模拟 骨软骨样结构，壳聚糖胶原层模拟软骨样层，PEEK-HA层模拟软骨下骨层，拟结合骨髓间充 质干细胞，同时修复退变的骨软骨，从而从长远解决软骨缺损或退变。由于壳聚糖、胶原、 HA是天然生物材料，细胞、组织相溶性好。其中，如图2和图3所示，CS层的孔隙率(％) 设计为76±5.01， HA层的孔隙率(％)设计为72土4. 23; CS层孔径大小200-400y m，平 均为300um; HA层孔径大小为200-500 um,平均为350 um，孔相通性好，复合支架理化特
性符合骨软骨组织工程支架要求。
上述壳聚糖胶原/PEEK-HA双层复合支架的制作方法不受限制，其中HA层部分支架 可以采用激光烧结法制得，在此基础上采用现有技术中的快速冷冻法制得该双层复合支架， 其制作过程如下(1)称取壳聚糖胶原溶于醋酸中配成浓度为3。/。(w/v)壳聚糖胶原溶液，同 时加入一定量的聚乙二醇，离心去除气泡。(2)将PEEK-HA层支架的理化参数输入计算 机，诸如PEEK-HA层的孔隙率(％)为72±4.23，孔径为200-500 y m，其平均值为350 um，要求孔相通性好等参数，利用激光烧结法制作PEEK-HA层部分支架。(3)将HA层 部分支架放入模具中，取配好的壳聚糖胶原溶液，倒入模具中，让壳聚糖胶原溶液停留在 HA层部分支架至少1分钟，放入冰箱冷冻，在冷冻抽干机中冻干，制成壳聚糖胶原/PEEK-HA 复合支架，将冻干的壳聚糖胶原/PEEK-HA复合支架放入NaOH中，中和支架内的醋酸溶液， 反复PBS液冲洗，至PH值中性。通过上述步骤将壳聚糖胶原/PEEK-HA双层复合支架作好。
实施例二 CS/HA双层复合支架壳聚糖(CS) /羟基磷灰石(HA)双层复合支架从组织结构上模拟骨软骨样结构，艮P: CS层模拟软骨样层，HA层模拟软骨下骨层，拟结合骨髓间充质干细胞，同时修复退变的 骨软骨，从而从长远解决软骨缺损或退变。由于CS、 HA是天然生物材料，细胞、组织相溶 性好；如图2和图3所示，该复合支架中CS层的孔隙率(％)设计为76± 5.01， HA层的孔 隙率(％)设计为72土4. 23; CS层孔径大小为200-400ixm，平均为300um， HA层孔径大小 为200-500iim，平均为350ym，其孔相通性好，复合支架理化特性符合骨软骨组织工程支 架要求。
上述CS/HA双层复合支架的制作方法不受限制，例如可以采用现有技术中的快速冷冻 法，其制作过程如下(1)称取壳聚糖溶于醋酸中配成浓度为3y。(w/v)壳聚糖溶液，同时加 入一定量的聚乙二醇，离心去除气泡。(2)将事先做好的厚度为2-10mm的HA层部分支架 放入支架模具中，取配好的壳聚糖溶液，倒入该模具中，让壳聚糖溶液停留在HA层部分支 架至少1分钟，放入冰箱冷冻，在冷冻抽干机中冻干，制成壳聚糖(CS) /羟基磷灰石(HA) 支架，将冻干的壳聚糖(CS) /羟基磷灰石(HA)支架放入NaOH中，中和支架内的醋酸溶液， 反复用PBS液冲洗，至PH值中性。通过上述步骤即可作出CS/HA双层复合支架。
尽管结合附图对本实用新型进行了上述描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体 实施方式，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人 员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这 些均属于本实用新型的保护之列。
权利要求1.一种用于骨软骨修复的双层复合支架，由基架构成，其特征在于所述基架由模拟软骨样层和模拟软骨下骨层紧密结合而成。
2. 根据权利要求1所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于所述模拟软 骨样层采用壳聚糖胶原，所述模拟软骨下骨层采用聚醚醚酮一羟基磷灰石。
3. 根据权利要求1所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于所述模拟软 骨样层采用壳聚糖，所述模拟软骨下骨层采用羟基磷灰石。
4. 根据权利要求2或3所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于所述模拟软骨样层的厚度为l~5mm，该层的孔隙率为70-90%，其孔径为200-400 y m;所述模拟软 骨下骨层的厚度为2-10mm，该层的孔隙率为50-75%，其孔径为200-500 ix m。
5. 根据权利要求4所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于所述基架的 总体形状为圆柱体或圆台。
6. 根据权利要求5所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于所述基架的 直径为4-12mm。
7. 根据权利要求6所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于位于所述基 架的模拟软骨下骨层外表面设置有螺纹。
8. 根据权利要求4所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于所述基架的 总体形状为楔型。
9. 根据权利要求8所述的用于骨软骨修复的双层复合支架，其特征在于所述楔型的 截面为正方形或近似正方型，其截面对角线的长度为4~12mm。
专利摘要本实用新型公开了一种用于骨软骨修复的双层复合支架。由基架构成，所述基架由模拟软骨样层和模拟软骨下骨层紧密结合而成。所述模拟软骨样层采用壳聚糖胶原，所述模拟软骨下骨层采用聚醚醚酮—羟基磷灰石；或所述模拟软骨样层采用壳聚糖，所述模拟软骨下骨层采用羟基磷灰石。所述模拟软骨样层的厚度为1～5mm，该层的孔隙率为70-90％，其孔径为200-400μm；所述模拟软骨下骨层的厚度为2-10mm，该层的孔隙率为50-75％，其孔径为200-500μm。基架的总体形状为圆柱体、圆台，基架的直径为4-12mm。位于所述基架的模拟软骨下骨层外表面设置有螺纹。基架的总体形状可以为楔型，该楔型的截面为正方形或近似正方型，其截面对角线的长度为4～12mm。本实用新型复合支架的理化特性和形态特征均符合骨软骨组织工程的要求。
文档编号A61B17/56GK201150564SQ200820073750
公开日2008年11月19日 申请日期2008年1月25日 优先权日2008年1月25日
发明者王文良 申请人:中国人民武装警察部队医学院附属医院