CN106474556A - 一种多孔软骨修复用支架材料及其制备方法 - Google Patents
一种多孔软骨修复用支架材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106474556A CN106474556A CN201611001758.2A CN201611001758A CN106474556A CN 106474556 A CN106474556 A CN 106474556A CN 201611001758 A CN201611001758 A CN 201611001758A CN 106474556 A CN106474556 A CN 106474556A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cartilage
- timbering material
- repair
- hyaluronate sodium
- porous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 title claims abstract description 48
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N sodium;(2s,3s,4s,5r,6r)-6-[(2s,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2-[(2s,3s,4r,5r,6r)-6-[(2r,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2- Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N 0.000 claims abstract description 24
- LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-2-[(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[(2r,3s,4r,5s,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](OC3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229920002581 Glucomannan Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 229940046240 glucomannan Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 229920002752 Konjac Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 235000010485 konjac Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 235000001206 Amorphophallus rivieri Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000000252 konjac Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 18
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 14
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 7
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 3
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 244000247812 Amorphophallus rivieri Species 0.000 claims 1
- 244000205754 Colocasia esculenta Species 0.000 claims 1
- 235000006481 Colocasia esculenta Nutrition 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 241001312219 Amorphophallus konjac Species 0.000 abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 abstract description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 abstract description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 abstract description 2
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 abstract 1
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 210000001188 articular cartilage Anatomy 0.000 description 3
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 3
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229950000845 politef Drugs 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 2
- 241001278826 Amorphophallus Species 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 206010061762 Chondropathy Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000008946 Fibrinogen Human genes 0.000 description 1
- 108010049003 Fibrinogen Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002683 Glycosaminoglycan Polymers 0.000 description 1
- 101710154606 Hemagglutinin Proteins 0.000 description 1
- 108090000723 Insulin-Like Growth Factor I Proteins 0.000 description 1
- 102000055008 Matrilin Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010072582 Matrilin Proteins Proteins 0.000 description 1
- 206010054949 Metaplasia Diseases 0.000 description 1
- 101710093908 Outer capsid protein VP4 Proteins 0.000 description 1
- 101710135467 Outer capsid protein sigma-1 Proteins 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 101710176177 Protein A56 Proteins 0.000 description 1
- 102000013275 Somatomedins Human genes 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-KVTDHHQDSA-N aldehydo-D-mannose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000003969 blast cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000012292 cell migration Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229940012952 fibrinogen Drugs 0.000 description 1
- 102000034356 gene-regulatory proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091006104 gene-regulatory proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000000185 hemagglutinin Substances 0.000 description 1
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 1
- 210000003035 hyaline cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000015689 metaplastic ossification Effects 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000032696 parturition Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 210000005065 subchondral bone plate Anatomy 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 210000004876 tela submucosa Anatomy 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/20—Polysaccharides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
- D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
- D01D5/0092—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the electrical field, e.g. combined with a magnetic fields, using biased or alternating fields
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/06—Materials or treatment for tissue regeneration for cartilage reconstruction, e.g. meniscus
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多孔软骨修复用支架材料及其制备方法，该方法采用生物相容性较好的材料透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖作为原材料，通过流延法制成魔芋葡甘聚糖膜，然后采用静电纺丝的方法将透明质酸钠复合于魔芋葡甘聚糖膜的两面，从而制备出“三明治”结构的透明质酸钠/魔芋葡甘聚糖多孔支架材料。该材料具有制备工艺简单、成本低廉、力学性能优良、生物相容性优良等优势，前期细胞实验表明，该支架材料具有优良生物性能，是一种具有应用前景的软骨修复材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔软骨修复支架及其制备方法，属于生物医用材料领域。
技术背景
关节软骨一旦遭到破坏便很难得到修复。直到现在，关节软骨缺损的修复一直是临床面临的难题,这主要是因为软骨组织内无血管，且软骨细胞缺乏迁徙能力，不能迅速聚集到创伤部位所致。关节软骨中纤维含量少，只含有少量的胶原纤维，基质的主要化学成分是蛋白质多糖。关节软骨不同于血管化的组织，由于没有血供,且软骨细胞埋于稠厚的细胞外基质中，无法移动到损伤部位参与修复，且缺乏细胞分化所必须的母细胞及细胞迁徙所必须的理想环境，这样就使得即使是极小的软骨缺损也难于自然修复。
目前临床上传统的治疗方法主要有微骨折术、软骨下骨钻孔术、软骨下磨削术、自体软骨移植和自体软骨细胞移植术等，但是，研究结果显示，这些修复方法只能暂时的缓解疼痛等症状，其修复部位主要由纤维软骨填充而不是透明软骨，其最终结局还是修复部位软骨的退化坏死。组织工程技术的兴起和快速发展为软骨缺损的修复提供了崭新的思路。
在骨组织工程的研究中，支架材料、种子细胞和诱导因子及其生物环境起着非常重要的作用。理想的软骨支架材料应具备的基本条件主要有：①能对软骨细胞生长提供力学支持；②对细胞无毒害作用，有较好的生物相容性，不易引起炎性反应，并可以促进种子细胞黏附；③具有良好的生物活性，能够帮助维持软骨细胞的表型表达；④应该具备多孔疏松的三维结构以保存大量细胞，并且有利于营养物质和氧气的进入和细胞代谢产物的排出，从而有利于软骨细胞的新陈代谢；⑤具备很好的生物降解性，利于细胞增殖，并且要求支架材料的降解速率应与细胞的增殖速率相匹配。
现今有多种支架材料被用于软骨组织工程，按其来源不同大体可分为天然的和人工合成的两种。目前用于软骨组织工程的人工合成材料主要有：聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸一羟基乙酸、聚乙二醇、丙交酯乙交酯共聚酯、嵌段共聚物，D—磷酸三钙、聚乙烯醇等；天然支架主要有：透明质酸、胶原、几丁质、藻酸、小肠黏膜下层、纤维蛋白原等。人工合成的支架材料因其来源广泛、易加工成所需的形状等优势近年来得到了广泛的发展，相比于天然支架材料，它具有极好的生物力学性能，并且可以根据需要调整其理化特性和生物降解速率，但因其较弱的亲合性和一定程度的细胞毒性作用限制了它的应用。而天然支架材料因其较好的亲合性而有利于细胞的黏附和增殖被视为细胞生长的天然载体。它具有良好的生物可降解性，经过去抗原处理后生物相容性好，还含有生长因子类物质，可以进一步促进细胞的识别、黏附、增殖和保持分化特性。其缺点是力学性能较差，降解速度快、大量制备困难，不同批次质量差异波动较大，且因其来自于天然生物体，处理不当尚有传播疾病的危险。但是目前所研究的各种支架材料各有其优缺点，并没有任何一种支架材料是公认的最佳组织工程软骨支架材料，因此我们仍然要致力于寻找更好的支架材料来为临床应用提供更多更好的选择。
魔芋是一种天南星科魔芋属的草本植物，魔芋葡甘聚糖（Konjacghhcomannan，简称 KGM）是魔芋的主要成分，在干魔芋块茎中的含量高达55%~ 60%。它是由 D-葡萄糖（G）和D-甘露糖（M）按 1：1.6或1：1.69的摩尔比通过β-1，4-吡喃糖苷键结合的复合多糖。KGM 通常带有短支链，并含有少量乙酰基。KGM具有良好的生物相容性、生物可降解性以及凝血性，使得KGM在抗菌消炎、止血、促进伤口愈合等方面得到广泛应用；如固定化载体、外用材料及组织工程支架、药物控释材料等。所以充分利用魔芋葡甘聚糖良好的生物特性开发其在生物材料领域应用具有优良的发展前景。
透明质酸钠，是一种酸性粘多糖，广泛分布于人体的***中，在眼玻璃体、关节腔中几乎以纯态形式存在，以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等，同时透明质酸钠作为软骨基质中重要的蛋白多糖，在维持软骨细胞表型、促进软骨机制分泌等方面也发挥着重要的作用。综合分析研究着研究成果表明，软骨支架材料的研究与选取，仍是软骨组织工程学科研究的重点与难点方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有软骨修复支架材料性能不理想，成本高等问题。
本发明目的在于提供一种多孔软骨修复用支架材料，所述多孔软骨修复用支架材料依次由透明质酸钠、魔芋葡甘聚糖、透明质酸钠构成三层结构，即类似于“三明治”结构，结构示意图如图4所示。
本发明的另一目的在于提供一种多孔软骨修复支架的制备方法，按如下步骤进行：
（1）按甘油、乳酸、蒸馏水体积比为（0.6~1.2）：（1~2）：（90~400）的比例将甘油、乳酸、蒸馏水混合均匀，并按10~25g/L的比例将魔芋葡甘聚糖溶解于其中，在常温常压下，搅拌混匀得到混合溶液。
（2）将步骤（1）制得的混合溶液用微波加热2~8min，然后冷却至室温，负压脱泡后在模具中流延成膜，干燥后得到魔芋葡甘聚糖膜。
（3）按二甲基甲酰胺、蒸馏水体积比为（1~5）：（0.5~4）的比例将二甲基甲酰胺、蒸馏水混合均匀，并按8~25g/L的比例将透明质酸钠溶解于其中，得到透明质酸钠纺丝液。
（4）将步骤（3）得到的透明质酸纺丝液，通过静电纺丝的方法复合于步骤（2）得到的魔芋葡甘聚糖膜的两面，得到所述多孔软骨修复支架。
优选的，本发明步骤（2）中微波加热的温度为80~120℃。
优选的，本发明步骤（2）中负压脱泡的条件为：在400~760毫米汞柱的负压下脱泡10~20h。
优选的，本发明步骤（2）中干燥温度为40~60℃，时间为10-48小时。
优选的，本发明步骤（4）中静电纺丝条件为：在正电压为8~22Kv，接收距离为10~20cm，进料速度为0.01mm/min~1.00mm/min，纺丝环境温度为50±10℃条件下进行。
本发明中所述软骨修复支架的抗拉强度为40~60MPa，纤维丝的直径分布在60~180μm。
本发明采用生物相容性好的可降解生物材料魔芋葡甘聚糖与透明质酸钠为基本原料，制备出一种用于软骨修复的魔芋葡甘聚糖/透明质酸钠多孔支架，为软骨组织工程领域的发展提供了一种新的极具应用前景的选择，魔芋葡甘聚糖价格较低，能有效降低材料成本，另外流延法制备的魔芋葡甘聚糖膜其操作简单，易于成型，且具有较高的抗拉强度；采用静电纺丝在魔芋葡甘聚糖膜两侧电纺透明质酸钠，为支架材料提供较好的多孔结构。
本发明的有益效果：
（1）支架材料魔芋葡甘聚糖层采用流延法成型，该方法操作简单且容易成型，并且材料的抗拉强度为40~60MPa，有较高的抗拉强度，满足软骨支架条件。
（2）利用静电纺丝在魔芋葡甘聚糖膜的两面复合透明质酸钠纳米纤维，通过改变静电纺丝相关参数，能较好控制其纤维质量及纤维直径分布，且该结构适合营养物质的运输与细胞的长入。
（3）该支架材料制备方法简单，对设备要求低，其原材料价格低廉，可应用与工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备得到的软骨修复支架材料的显微形貌图。
图2为实施例2制备得到的软骨修复支架材料的显微形貌图。
图3为实施例3制备得到的软骨修复支架材料的显微形貌图。
图4为软骨修复支架材料的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明方法作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1
本实施例所述软骨修复支架材料的制备方法，具体内容如下：
（1）将0.6ml甘油、1ml乳酸和100ml蒸馏水混合均匀，并加入1.016g魔芋葡甘聚糖使其溶解于其中，在常温常压下，以300r/min的速度搅拌6h；得到魔芋葡甘聚糖混合溶液。
（2）将步骤（1）制得的混合溶液置于微波炉中高火（100℃，800瓦）加热3.5min，冷却至室温，在400~760毫米汞柱的负压下脱泡16h，然后在直径为150mm，深为3mm的聚四氟乙烯磨具中流延成膜，置于50℃干燥箱干燥12h，得到魔芋葡甘聚糖膜。
（3）将18ml二甲基甲酰胺和25ml蒸馏水混合均匀，并加入0.43g透明质酸钠使其充分溶解于其中，得到透明质酸钠纺丝液。
（4）通过静电纺丝方法，设定正电压为12Kv，接收距离为12cm，进料速度为1.0mm/min，纺丝环境温度为48℃，将步骤（3）得到的透明质酸钠纺丝液复合于步骤（2）得到的魔芋葡甘聚糖膜的两面，得到所述多孔软骨修复支架。
（5）采用本实施例得到的软骨修复支架材料抗拉强度为45MPa，纤维丝的直径分布在70~100μm，细胞毒性为0级，复合标准，其微观形貌如图1所示，由图可以看出纺丝效果较好，丝较为平滑均匀。
实施例2
本实施例所述软骨修复支架材料的制备方法，具体内容如下：
（1）将0.8ml甘油、2ml乳酸和200ml蒸馏水混合均匀，并加入4.056g魔芋葡甘聚糖使其溶解于其中，在常温常压下，以300r/min的速度搅拌7h；得到魔芋葡甘聚糖混合溶液。
（2）将步骤（1）制得的混合溶液置于微波炉中高火（100℃，800瓦）加热5min，冷却至室温，在400~760毫米汞柱的负压下脱泡10h，然后在直径为150mm，深为3mm的聚四氟乙烯磨具中流延成膜，置于45℃干燥箱干燥48h，得到魔芋葡甘聚糖膜。
（3）将22.5ml二甲基甲酰胺和7.5ml蒸馏水混合均匀，并加入0.36g透明质酸钠使其充分溶解于其中，得到透明质酸钠纺丝液。
（4）通过静电纺丝方法，设定正电压为16Kv，接收距离为17cm，进料速度为0.06mm/min，纺丝环境温度为48℃，将步骤（3）得到的透明质酸钠纺丝液复合于步骤（2）得到的魔芋葡甘聚糖膜的两面，得到所述多孔软骨修复支架。
（5）采用本实施例得到的软骨修复支架材料抗拉强度为50MPa，纤维丝的直径分布在80~150μm，细胞毒性为0级，复合标准，其微观形貌如图2所示，由图可以看出纺丝效果较好，丝比较平滑，且少有断丝。
实施例3
本实施例所述软骨修复支架材料的制备方法，具体内容如下：
（1）将1.2ml甘油、2ml乳酸和400ml蒸馏水混合均匀，并加入10.08g魔芋葡甘聚糖使其溶解于其中，在常温常压下，以300r/min的速度搅拌7.5h。得到魔芋葡甘聚糖混合溶液。
（2）将步骤（1）制得的混合溶液置于微波炉中（100℃，800瓦）高火加热8min，冷却至室温，在400~760毫米汞柱的负压下脱泡20h，然后在直径为150mm，深为3mm的聚四氟乙烯磨具中流延成膜，置于60℃干燥箱干燥10h，得到魔芋葡甘聚糖膜。
（3）将16.5ml二甲基甲酰胺和13.5ml蒸馏水混合均匀，并加入0.6g透明质酸钠使其充分溶解于其中，得到透明质酸钠纺丝液。
（4）通过静电纺丝方法，设定正电压为20Kv，接收距离为18cm，进料速度为0.02mm/min，纺丝环境温度为52℃，将步骤（3）得到的透明质酸钠纺丝液复合于步骤（2）得到的魔芋葡甘聚糖膜的两面，得到所述多孔软骨修复支架。
（5）采用本实施例得到的软骨修复支架材料抗拉强度为45MPa，纤维丝的直径分布在65~135μm，细胞毒性为0级，复合标准，其微观形貌如图3所示，由图可以看出纤维均匀性好，并且纤维比较光滑平直。
Claims (6)
1.一种多孔软骨修复用支架材料，其特征在于：所述多孔软骨修复用支架材料依次由透明质酸钠、魔芋葡甘聚糖、透明质酸钠构成三层结构。
2.权利要求1所述多孔软骨修复用支架材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）按甘油、乳酸、蒸馏水体积比为（0.6~1.2）：（1~2）：（90~400）的比例将甘油、乳酸、蒸馏水混合均匀，并按10~25g/L的比例将魔芋葡甘聚糖溶解于其中，在常温常压下，搅拌混匀得到混合溶液；
（2）将步骤（1）制得的混合溶液用微波加热2~8min，然后冷却至室温，负压脱泡后在模具中流延成膜，干燥后得到魔芋葡甘聚糖膜；
（3）按二甲基甲酰胺、蒸馏水体积比为（1~5）：（0.5~4）的比例将二甲基甲酰胺、蒸馏水混合均匀，并按8~25g/L的比例将透明质酸钠溶解于其中，得到透明质酸钠纺丝液；
（4）将步骤（3）得到的透明质酸纺丝液，通过静电纺丝的方法复合于步骤（2）得到的魔芋葡甘聚糖膜的两面，得到所述多孔软骨修复支架。
3.根据权利要求2所述多孔软骨修复用支架材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中微波加热的温度为80~120℃。
4.根据权利要求2所述多孔软骨修复用支架材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中负压脱泡的条件为：在400~760毫米汞柱的负压下脱泡10~20h。
5.根据权利要求2所述多孔软骨修复用支架材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中干燥温度为40~60℃，时间为10-48小时。
6.根据权利要求2所述多孔软骨修复支架的制备方法，其特征在于：步骤（4）中静电纺丝条件为：在正电压为8~22Kv，接收距离为10~20cm，进料速度为0.01mm/min~1.00mm/min，纺丝环境温度为50±10℃条件下进行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611001758.2A CN106474556A (zh) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | 一种多孔软骨修复用支架材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611001758.2A CN106474556A (zh) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | 一种多孔软骨修复用支架材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106474556A true CN106474556A (zh) | 2017-03-08 |
Family
ID=58272593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611001758.2A Pending CN106474556A (zh) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | 一种多孔软骨修复用支架材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106474556A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107137770A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-08 | 昆明理工大学 | 一种复合多层多孔支架及其制备方法 |
| CN108619576A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-09 | 昆明理工大学 | 一种软骨修复用复合多孔支架材料的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102380129A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-03-21 | 昆明理工大学 | 一种透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料及其制备方法 |
| CN102560896A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-11 | 东华大学 | 一种具有纳米纤维层复合功能膜的制备方法及其装置 |
| CN103007358A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-03 | 昆明理工大学 | 一种软骨组织工程纤维支架材料及其制备方法 |
| CN104771778A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-15 | 昆明理工大学 | 一种微纳米级魔芋葡苷聚糖纤维支架材料的制备方法 |
| CN105497969A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 理大产学研基地(深圳)有限公司 | 一种多层复合膜敷料及其制备方法 |
| CN106075573A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-09 | 昆明理工大学 | 一种皮肤组织工程双层膜材料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-11-15 CN CN201611001758.2A patent/CN106474556A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102380129A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-03-21 | 昆明理工大学 | 一种透明质酸钠和魔芋葡甘聚糖多孔支架材料及其制备方法 |
| CN102560896A (zh) * | 2012-02-13 | 2012-07-11 | 东华大学 | 一种具有纳米纤维层复合功能膜的制备方法及其装置 |
| CN103007358A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-03 | 昆明理工大学 | 一种软骨组织工程纤维支架材料及其制备方法 |
| CN105497969A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 理大产学研基地(深圳)有限公司 | 一种多层复合膜敷料及其制备方法 |
| CN104771778A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-15 | 昆明理工大学 | 一种微纳米级魔芋葡苷聚糖纤维支架材料的制备方法 |
| CN106075573A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-09 | 昆明理工大学 | 一种皮肤组织工程双层膜材料及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107137770A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-08 | 昆明理工大学 | 一种复合多层多孔支架及其制备方法 |
| CN108619576A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-09 | 昆明理工大学 | 一种软骨修复用复合多孔支架材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xiao et al. | Osteochondral repair using scaffolds with gradient pore sizes constructed with silk fibroin, chitosan, and nano-hydroxyapatite | |
| Li et al. | 3D bioprinted gelatin/gellan gum-based scaffold with double-crosslinking network for vascularized bone regeneration | |
| Zang et al. | Investigation on artificial blood vessels prepared from bacterial cellulose | |
| CN109999227B (zh) | 一种基于丝素蛋白和甲壳素混纺纳米纤维嵌入式水凝胶软骨仿生支架的制备方法及应用 | |
| CN105983134A (zh) | 一种人工血管及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Application of hydrogels in heart valve tissue engineering | |
| CN101934095B (zh) | 一种可注射强化型磷石灰/水凝胶微囊组织工程骨及其制备方法和应用 | |
| Samiei et al. | Bioactive hydrogel-based scaffolds for the regeneration of dental pulp tissue | |
| CN112321778A (zh) | 一种双蛋白水凝胶的制备方法 | |
| Wang et al. | Horizon of exosome-mediated bone tissue regeneration: the all-rounder role in biomaterial engineering | |
| KR20110025327A (ko) | 골세포 및 연골세포 공동 배양용 이중 스캐폴드 | |
| CN103007358B (zh) | 一种软骨组织工程纤维支架材料及其制备方法 | |
| CN103007344B (zh) | 一种具备梯度结构的中空异型细菌纤维素人造血管支架材料及其制备方法 | |
| CN101264341A (zh) | 三维多孔组织工程支架材料、其制备及应用 | |
| Guo et al. | Enhanced osseointegration of double network hydrogels via calcium polyphosphate incorporation for bone regeneration | |
| CN108379666A (zh) | 一种明胶微球/磷酸镁基骨水泥药物缓释载体及其制备方法 | |
| Bölgen et al. | Stem cell suspension injected HEMA-lactate-dextran cryogels for regeneration of critical sized bone defects | |
| CN101249277A (zh) | 三维多孔组织工程支架材料、其纤维粘结法制备及应用 | |
| Song et al. | Fabrication and development of artificial osteochondral constructs based on cancellous bone/hydrogel hybrid scaffold | |
| Zeng et al. | Bacterial nanocellulose-reinforced gelatin methacryloyl hydrogel enhances biomechanical property and glycosaminoglycan content of 3D-bioprinted cartilage | |
| CN109771693A (zh) | 一种携载rhBMP_2微球的新型可注射自凝固复合人工骨的制备方法 | |
| Gui et al. | 3D printing of personalized polylactic acid scaffold laden with GelMA/autologous auricle cartilage to promote ear reconstruction | |
| Liu et al. | Bioinspired mineral-polymeric hybrid hyaluronic acid/poly (γ-glutamic acid) hydrogels as tunable scaffolds for stem cells differentiation | |
| Chang et al. | Cultivation of auricular chondrocytes in poly (ethylene glycol)/poly (ε-caprolactone) hydrogel for tracheal cartilage tissue engineering in a rabbit model | |
| CN106474556A (zh) | 一种多孔软骨修复用支架材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170308 |