°C下搅拌溶解。加入交联剂:乙二醇；催化剂:碳化二亚胺盐酸盐(EDC HCl)、4_ 二甲氨基吡啶(DMAP)。其交联度为50%，催化剂摩尔比为1:1。将搅拌均匀后的溶液灌注到含有壳聚糖(CS)静电纺丝薄膜固定的半月板模具中，在一定温度下密封反应三天。反应结束后，取出已经化学交联的复合凝胶。通过梯度透析，去除凝胶中有机溶剂和催化剂。冷冻干燥得到多孔的弹性支架。先用95% DMS0/DMF水溶液透析一天，接着用90% DMS0/DMF水溶液透析一天，以此梯度下去，直至10% DMS0/DMF水溶液，最终用去离子水在40°C加热的条件下，透析三天，彻底去除剩余的DMS0/DMF。透析完后的凝胶，在_20°C下冷冻，用冻干机进行冻干得到多孔的弹性支架。其孔径分布在200~300 mm ;压缩模量为0.24±0.025 MPa。
[0038]实施例9:
在“钢筋”骨架的构建中，配制1%静电纺丝溶液装载到静电纺丝推进器内，通过静电纺丝仪器，制备出均匀的壳聚糖(CS)静电纺丝网；通过纺丝时间，控制静电纺丝薄膜厚度，其厚度为0.05毫米。将所制得薄膜弯曲成半月板圆弧结构固定在半月板模具中，构建10层圆弧固定于半月板模具底部。
[0039]在“混凝土”支架的构建中，配制2%聚(L-谷氨酸聚(e-己内酯)接枝共聚物二甲基亚砜(DMSO)/ N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，在37°C下搅拌溶解。加入交联剂:乙二醇；催化剂:碳化二亚胺盐酸盐(EDC HCl)、4_ 二甲氨基吡啶(DMAP)。其交联度为50%，催化剂摩尔比为1:0.01。将搅拌均匀后的溶液灌注到含有壳聚糖(CS)静电纺丝薄膜固定的半月板模具中，在一定温度下密封反应三天。反应结束后，取出已经化学交联的复合凝胶。通过梯度透析，去除凝胶中有机溶剂和催化剂。冷冻干燥得到多孔的弹性支架。先用95% DMS0/DMF水溶液透析一天，接着用90% DMS0/DMF水溶液透析一天，以此梯度下去，直至10% DMS0/DMF水溶液，最终用去离子水在40°C加热的条件下，透析三天，彻底去除剩余的DMS0/DMF。透析完后的凝胶，在_80°C下冷冻，用冻干机进行冻干得到多孔的弹性支架。其孔径分布在100-150 mm ;压缩模量为0.32±0.0il MPa。
[0040]实施例10:
在“钢筋”骨架的构建中，配制1%静电纺丝溶液装载到静电纺丝推进器内，通过静电纺丝仪器，制备出均匀的壳聚糖(CS)静电纺丝网；通过纺丝时间，控制静电纺丝薄膜厚度，其厚度为0.05毫米。将所制得薄膜弯曲成半月板圆弧结构固定在半月板模具中，构建10层圆弧固定于半月板模具底部。
[0041]在“混凝土”支架的构建中，配制2%聚(L-谷氨酸聚(e-己内酯)接枝共聚物二甲基亚砜(DMSO)/ N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，在37°C下搅拌溶解。加入交联剂:乙二醇；催化剂:碳化二亚胺盐酸盐(EDC HCl)、4_ 二甲氨基吡啶(DMAP)。其交联度为50%，催化剂摩尔比为1:0.01。将搅拌均匀后的溶液灌注到含有壳聚糖(CS)静电纺丝薄膜固定的半月板模具中，在一定温度下密封反应三天。反应结束后，取出已经化学交联的复合凝胶。通过梯度透析，去除凝胶中有机溶剂和催化剂。冷冻干燥得到多孔的弹性支架。先用95% DMS0/DMF水溶液透析一天，接着用90% DMS0/DMF水溶液透析一天，以此梯度下去，直至10% DMS0/DMF水溶液，最终用去离子水在40°C加热的条件下，透析三天，彻底去除剩余的DMS0/DMF。透析完后的凝胶，在_196°C下冷冻，用冻干机进行冻干得到多孔的弹性支架。其孔径分布在20~50 mm ;压缩模量为0.36±0.005 MPa。
[0042]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种聚氨基酸基半月板组织工程支架，该工程支架是由填充材料填充在多层骨架中形成的骨架增强的弹性支架，其特征在于: a.所述的骨架是由壳聚糖通过静电纺丝制得的薄膜经弯曲成半月板月牙形结构而成，厚度为0.05-0.5毫米；层数为5~10层； b.所述的填充材料是由聚(L-谷氨酸)聚(e-己内酯)/聚(L-天冬氨酸)聚(e-己内酯)接枝共聚物与寡聚乙二醇交联剂经交联反应形成的交联网络凝胶，经冷冻干燥得到的弹性支架，其中交联度为50%;所述聚(L-谷氨酸聚(e-己内酯)/聚(L-天冬氨酸)-^聚(e_己内酯)接枝共聚物中聚(e-己内酯)接枝率为5~40%。
2.根据权利要求1所述的聚氨基酸基半月板组织工程支架，其特征在于所述的聚(L-谷氨酸)-^聚(e-己内酯)/聚(L-天冬氨酸)聚(e-己内酯)接枝共聚物中主链聚(L-谷氨酸)/聚(L-天冬氨酸)分子量为100000~200000 ;聚(L-谷氨酸)聚(e-己内酯)/聚(L-天冬氨酸)聚(e-己内酯)接枝共聚物中侧链聚(e-己内酯)的分子量为500~10000。
3.根据权利要求1所述的聚氨基酸基半月板组织工程支架，其特征在于:所述壳聚糖(CS)的粘均分子量为5~15万。
4.根据权利I所述的半月板支架，其特征在于:所述半月板模具其长度为32-36毫米；所述半月板模具其宽度为27-29毫米，模拟月牙形构造。
5.一种制备根据权利要求1一4中任一项所述的聚氨基酸基半月板组织工程支架的方法，其特征在于该方法的具体步骤为: a.将壳聚糖静电纺丝薄膜作为填充材料固定于半月板模具中，构建多层骨架； b.将聚(L-谷氨酸聚(e-己内酯)/聚(L-天冬氨酸)聚(e-己内酯)接枝共聚物溶解，加入催化剂、寡聚乙二醇交联剂，搅拌均匀后，灌注到由壳聚糖静电纺丝薄膜构成的多层骨架半月板模具中，制得骨架增强的半月板弹性交联网络凝胶； c.将制得的骨架增强半月板弹性凝胶通过梯度透析的方式，去除反应中引入的有机溶剂以及催化剂，冷冻干燥得到力学性能优异的弹性支架。
【专利摘要】本发明公开了一种聚氨基酸基半月板组织工程支架及其制备方法。该工程支架是由填充材料填充在多层骨架中形成的骨架增强的弹性支架，所述的骨架是由壳聚糖通过静电纺丝制得的薄膜经弯曲成半月板月牙形结构而成；所述的填充材料是由聚 (L-谷氨酸)- g -聚 (e-己内酯)/聚 (L-天冬氨酸)- g -聚 (e-己内酯)接枝共聚物与寡聚乙二醇交联剂经交联反应形成的交联网络凝胶，经冷冻干燥得到的弹性支架。本发明中半月板组织工程支架以聚氨基酸为主体材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性；不仅为关节提供力学支撑，而且材料自身能够效仿正常半月板将垂直的压力变成水平环向应力，从而有效起到缓冲作用。
【IPC分类】A61L27-48, A61L27-50, A61L27-58
【公开号】CN104524639
【申请号】CN201410791064
【发明人】尹静波, 吴杰, 丁建勋, 张坤玺, 张伟骏, 陈学思
【申请人】上海大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月19日