一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，支架的結(jié)構(gòu)包括1、整體呈三維立體中空結(jié)構(gòu)；2、表面可有多個孔洞；3、硬度滿足修補(bǔ)部位軟骨/骨組織要求；4、具有良好生物相容性；5、可為生物可降解材料；6、可制作成人工耳軟骨支架和鼻梁等填充修補(bǔ)物，也可制作成大小不等的人工骨支架。采用本發(fā)明所制得的特殊結(jié)構(gòu)支架可在體外先與培養(yǎng)的軟骨或骨細(xì)胞結(jié)合，再植入體內(nèi)，或者直接填塞細(xì)小軟骨塊、軟骨薄片至中空支架中，支架也可以先植入體內(nèi)，再將軟骨或骨細(xì)胞經(jīng)注射入支架材料上，接種的軟骨或骨細(xì)胞在中空三維支架中增殖、傳代，逐漸形成具有支架外形的自體骨或軟骨組織，最大程度上獲得與原來形狀及功能相似的組織結(jié)構(gòu)。
【專利說明】
一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及軟骨/骨組織工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來組織工程的出現(xiàn)，為組織缺損的修復(fù)提供了一條新的途徑，骨/軟骨組織工程在組織工程領(lǐng)域中研究較多，目前骨/軟骨組織工程的研究重點(diǎn)主要集中在支架材料上，比如支架的原材料、生物相容性、空間結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能等。骨/軟骨支架臨床應(yīng)用常見于整形外科及骨科中，但隨著應(yīng)用的增加，也存在著許多不足之處，比如在整形外科，臨床上使用的組裝式人工耳軟骨支架Medpor修復(fù)小耳畸形，雖然解決了從自體切取肋軟骨的額外損傷與痛苦及雕刻自體肋軟骨的繁瑣過程，但該人工軟骨采用聚乙烯材料制作，硬度大而彈性不足，容易導(dǎo)致支架外露等。理想的支架是組織工程成功構(gòu)建的關(guān)鍵一環(huán)。在骨/軟骨組織工程中，理想的支架不僅為細(xì)胞的增殖、基質(zhì)的合成形成提供立體環(huán)境，而且應(yīng)具有以下性質(zhì):⑴良好的生物相容性；⑵良好的生物降解性；⑶有效的表面活性；⑷一定的可塑性；(5)具有三維多孔結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，接種軟骨或成骨細(xì)胞后，細(xì)胞在中空三維支架中增殖、傳代，或者填塞細(xì)小軟骨/松質(zhì)骨塊、軟骨薄片至中空支架中，軟骨/骨組織逐漸融合，逐漸形成具有支架外形的自體骨或軟骨組織，最大程度上獲得與原來外形及功能相似的組織結(jié)構(gòu)。
[0004]為了達(dá)到此目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，支架的結(jié)構(gòu)特征包括1、整體呈三維立體中空結(jié)構(gòu)；2、表面可有多個孔洞；3、支架硬度滿足修補(bǔ)部位軟骨/骨組織要求；4、具有良好生物相容性；5、支架材料可為生物可降解材料；6、支架可制作成人工耳軟骨支架、鼻梁和下巴等填充修補(bǔ)物，也可制作成大小不等的人工骨支架。
[0005]所述的三維立體中空結(jié)構(gòu)，可為單層或者多層中空結(jié)構(gòu)，也可為多個細(xì)小中空結(jié)構(gòu)，每個中空結(jié)構(gòu)之間相連通或彼此相隔，骨或軟骨細(xì)胞在中空三維支架中增殖、傳代。
[0006]所述的支架表面可有多個孔洞，包括任意大小和任意幾何圖形孔洞，也可無孔洞。
[0007]所述的支架硬度和彈性依據(jù)修補(bǔ)部位軟骨/骨組織的硬度要求，從軟骨到骨結(jié)構(gòu)滿足要求。
[0008]所述的支架具有良好的生物相容性，細(xì)胞粘附力良好，無細(xì)胞毒副作用。
[0009]所述的支架材料包括生物可降解材料，也包括非降解材料，甚至包括可以與軟骨或骨完全融合的材料，所選支架材料均可誘導(dǎo)軟骨/骨細(xì)胞或組織再生，如PLGA、殼聚糖、聚氨酯、聚乙烯。
[0010]所述的支架可制作成人工耳軟骨支架、鼻梁和下巴等填充修補(bǔ)物，也可制作成大小不等的人工骨支架。
【附圖說明】
[0011]
[0012]實(shí)施例
[0013]人工耳軟骨支架的制備及應(yīng)用
1、獲取耳廓三維圖像:采用多層螺旋CT掃描取得參考耳廓外形的層片圖像，提取參考耳廓每層的軟骨輪廓，將所得的軟骨輪廓層片圖像重構(gòu)后得到耳軟骨三維模型，反求過程采用Materialise的Mimics軟件獲得患側(cè)三維模型圖像，并利用Mimics軟件根據(jù)患側(cè)盧頁骨發(fā)育情況對耳軟骨形狀進(jìn)行必要的修正，對耳軟骨三維模型按本發(fā)明的支架結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行修改設(shè)計。
[0014]2、人工耳軟骨支架的制備:利用生物3D打印技術(shù)或傳統(tǒng)制作工藝獲得本發(fā)明的人工耳軟骨支架，制作出的支架主要結(jié)構(gòu)特征為三維立體中空結(jié)構(gòu)，且表面多孔洞，孔徑范圍為200~1000 μπι (大孔徑更有利于大量軟骨細(xì)胞能夠長入，以及營養(yǎng)物質(zhì)、代謝廢物的交換和血管化的形成，更有利于耳前后皮瓣的粘附)，支架所使用的材料包括生物可降解材料，也包括非降解材料，甚至包括可以與軟骨完全融合的材料，所選支架材料均可誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞或組織再生，如PLGA、殼聚糖、聚氨酯、聚乙烯。
[0015]3、人工耳軟骨支架的使用說明:采用本發(fā)明的支架所制作的人工耳軟骨支架可以在體外先與培養(yǎng)的軟骨細(xì)胞或干細(xì)胞(擴(kuò)增后的殘耳軟骨細(xì)胞、誘導(dǎo)后的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞或軟骨細(xì)胞和干細(xì)胞共培養(yǎng)的細(xì)胞懸液)結(jié)合后，再植入體內(nèi)，或者直接填塞細(xì)小軟骨塊、軟骨薄片至中空支架中，支架也可以先植入體內(nèi)，再將擴(kuò)增后的軟骨細(xì)胞分多點(diǎn)經(jīng)注射入支架中空結(jié)構(gòu)中，接種的細(xì)胞在中空三維支架中增殖、傳代，逐漸形成具有支架外形的自體軟骨組織，最大程度上獲得與原來外形功能相似的組織結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，其特征在于:支架的結(jié)構(gòu)包括I)整體呈三維立體中空結(jié)構(gòu)；2)表面可有多個孔洞；3)支架硬度滿足修補(bǔ)部位軟骨/骨組織要求；4)具有良好生物相容性；5)支架材料可為生物可降解材料；6)支架可制作成人工耳軟骨支架、鼻梁和下巴等填充修補(bǔ)物，也可制作成大小不等的人工骨支架。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，其特征在于:整個支架結(jié)構(gòu)可為三維立體中空結(jié)構(gòu)，可為單層或者多層中空結(jié)構(gòu)，也可為多個細(xì)小中空結(jié)構(gòu)，每個中空結(jié)構(gòu)之間相連通或彼此相隔，骨或軟骨細(xì)胞在中空三維支架中增殖、傳代。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，其特征在于:支架表面可有多個孔洞，包括任意大小和任意幾何圖形孔洞，也可無孔洞。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，其特征在于:支架硬度和彈性依據(jù)修補(bǔ)部位軟骨/骨組織的硬度要求，從軟骨到骨結(jié)構(gòu)滿足要求。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，其特征在于:支架具有良好的生物相容性，細(xì)胞粘附力良好，無細(xì)胞毒副作用。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，其特征在于:支架材料包括生物可降解材料，也包括非降解材料，甚至包括可以與軟骨或骨完全融合的材料，所選支架材料均可誘導(dǎo)軟骨/骨細(xì)胞或組織再生，如PLGA、殼聚糖、聚氨酯、聚乙烯。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種誘導(dǎo)軟骨/骨組織再生成型的中空支架，其特征在于:采用本發(fā)明的支架可制作成人工耳軟骨支架、鼻梁和下巴等填充修補(bǔ)物，也可制作成大小不等的人工骨支架。
【文檔編號】A61L27/50GK106031800SQ201510099776
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月8日
【發(fā)明人】周建大, 廖俊琳, 熊武
【申請人】中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院