一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115845136A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211614053.3A61L27/58(2006.01)(22)申请日2022.12.15B33Y70/00(2020.01)B33Y80/00(2015.01)(71)申请人南京市第一医院地址210000江苏省南京市秦淮区长乐路68号(72)发明人王黎明马胜山郑苏阳李栋胡文浩(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218专利代理师徐冬涛许轲(51)Int.Cl.A61L27/34(2006.01)A61L27/32(2006.01)A61L27/18(2006.01)A61L27/56(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架及其制备方法，所述支架由静电纺丝纳微纤维、PCL外骨架以及静电纺丝纳微纤维表面负载的羟基磷灰石与COL1组成；其中静电纺丝纳微纤维为具有结构梯度的多层结构，其使用近场直写技术打印制成，所述PCL外骨架采用3D打印而成，制成后的支架为具有一定强度的圆柱立体支架。本发明支架的纤维直径、排列和间距可控，结构和成分可达到仿生的效果；而且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，最终达到促进肌腱与骨一体化修复的效果。CN115845136ACN115845136A权利要求书1/1页1.一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架，其特征在于，该支架由静电纺丝纳微纤维、PCL外骨架以及静电纺丝纳微纤维表面负载的羟基磷灰石与COL1组成。2.根据权利要求1所述的一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架，其特征在于，所述静电纺丝纳微纤维为具有结构梯度的多层结构，其使用近场直写技术打印制成，所述PCL外骨架采用3D打印而成，制成后的支架为具有一定强度的圆柱立体支架。3.根据权利要求1或2所述的一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架，其特征在于，使用近场直写技术打印的静电纺丝纳微纤维直径、排列和间距可控，纳微纤维直径为1‑10μm，细胞易于攀附其上，纤维间距为150μm，便于骨和肌腱长入。4.根据权利要求1所述的一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架，其特征在于，所述支架具有结构分层和成分分层，分别对应促进成骨及促进成腱功能。5.根据权利要求4所述的一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架，其特征在于，所述结构分层通过静电纺丝纳微纤维有序、无序排列实现，成分分层通过有序纤维表面负载COL1、无序纤维表面负载羟基磷灰石实现。6.根据权利要求5所述的一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架，其特征在于，所述有序纤维表面负载COL1和无序纤维表面负载羟基磷灰石通过COL1‑乙酸溶液浸泡法、模拟体液浸泡法制备得到。7.一种近场直写静电纺丝3D仿生腱骨修复支架的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、通过EFL‑PotatoE软件设计出支架的单层结构；步骤二、使用普通打印模式打印一层PCL外骨架；步骤三、使用近场直写模式打印在外骨架上打印具有结构梯度的多层纳微纤维；此时打印出的支架为复合薄层结构；步骤四、制备I型胶原乙酸溶液、将复合薄层支架放入I型胶原溶液，浸泡后取出冻干，获得包被COL1的纺丝支架；步骤五、制备明胶溶液和模拟体液，使用明胶溶液覆盖负载支架的纤维有序排列部分，然后待明胶溶液温度逐渐降低形成胶冻后，再在常温下将支架放入模拟体液中，加入碳酸氢钠调整溶液PH至6‑7，然后放置一段时间，使羟基磷灰石沉积附着于支架无序部分；步骤六、取出支架溶解明胶，再进行冻干，获得包被COL1和羟基磷灰石的纺丝支架；步骤七、体式显微镜下将薄层支架卷成三维立体支架，且尾部作封边处理。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述PCL外骨架的直径200‑300μm；所述纳微纤维为20层，且直径1‑10μm，纺丝间距150μm。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，将0.5gI型胶原溶于100ml2％乙酸溶液，制备0.5％I型胶原乙酸溶液；再将复合薄层支架放入0.5％I型胶原乙酸溶液，室温浸泡3h，取出支架，去离子水冲洗去除多余COL1溶液，冻干机冻干24h得到负载COL1支架。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤五中，使用10％明胶溶液和10倍浓度模拟体液；所述步骤六中，取出支架放入PBS溶液中，50℃水浴3min，待支架上的明胶脱落溶解后取出支架，放入冻干机冻干24h，获得有序部分纤维负载COL1及无序部分纤维负载羟基磷灰石复合薄层支架。2CN115845136A说明书1/4页一种近场直