CN110141400B - 一种软骨修复支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软骨修复支架，其包括由下至上依次设置的第一基层、第一流通层、第二基层和第二流通层，第一流通层包括若干间隔设置在第一基层和第二基层支架之间的第一凸起，第二流通层包括若干间隔设置在第二基层上的第二凸起，第二凸起与第一凸起平行且交错布置。本发明中采用在第一基层和第二基层之间设置第一流通层，且在第二基层上设置第二流通层的方式，在双基层结构的基础上设置流通层，不仅使得修复支架的结构强度得到保证，还使得基层与流通层之间形成三维格栅结构，保证了细胞在修复支架上的富集能力；进一步的，采用第二凸起与第一凸起平行且交错布置的方式，增强了修复支架在同一方向上对软骨的修复能力。
Description
技术领域
本发明涉及软骨修复技术领域，特别是涉及一种软骨修复支架。
背景技术
经研究发现，软骨修复支架的优劣，除了支架材料本身的生物特性外，支架的空间结构，尤其是支架的三维结构和孔隙大小，也对软骨再生修复有重要意义。已有研究表明具有三维的立体结构的支架比单纯的平面结构更有利于软骨细胞分化和增殖。
然而现有的修复支架，仍然存在以下问题：传统的将生物天然材料直接冻干的方法无法实现精细化设计，制备出的支架为平面结构，不具有精细孔隙的三维立体结构，不利于骨髓间充质干细胞在支架上富集而保留在缺损区并分化成软骨细胞，形成新的软骨；将生物天然材料制备成三维立体结构，虽然在一定程度上富集软骨细胞，但是不能保证其力学强度；
因此，亟需提供一种既能保证力学强度又能保证细胞富集性能的修复支架。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于结构强度大的基础上实现细胞富集性能好的软骨修复支架。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种软骨修复支架，包括由下至上依次设置的第一基层、第一流通层、第二基层和第二流通层，所述第一基层为多孔无机盐层，所述第一流通层包括若干间隔设置在所述第一基层和所述第二基层支架之间的第一凸起，所述第二基层为多孔高分子材料层，所述第二流通层包括若干间隔设置在所述第二基层上的第二凸起，所述第二凸起与所述第一凸起平行且交错布置。
优选的，所述第一基层与所述第二基层同心设置，所述第一基层的面积大于所述第二基层的面积，所述第二基层覆盖部分所述第一基层和第一流通层。
优选的，相邻所述第一凸起之间间隔设置有若干第一留滞凸起，所述第一留滞凸起设置在所述第一基层上，所述第一留滞凸起垂直于所述第一凸起，所述第一留滞凸起的高度低于所述第一凸起的高度；和/或相邻所述第二凸起之间间隔设置有若干第二留滞凸起，所述第二留滞凸起设置在所述第二基层上，所述第二留滞凸起垂直于所述第二凸起，所述第二留滞凸起的高度低于所述第二凸起的高度。
优选的，所述第一留滞凸起与所述第一凸起和所述第一基层之间的连接方式为圆滑过渡连接；所述第二留滞凸起与所述第二凸起和所述第二基层之间的连接方式为圆滑过渡连接。
优选的，所述第一凸起、所述第一留滞凸起、所述第二凸起和所述第二留滞凸起的材质为蚕丝蛋白与明胶的混合物。
优选的，所述多孔高分子材料层的多孔高分子材料为多级孔材料，材料本体是以材料孔径大小进行分级的孔腔，及围绕形成孔腔的腔壁构成，呈三维空间围绕构成上级小孔腔的腔壁上设置下级大孔腔，同级孔腔均相互贯通，且各级孔腔相互间也彼此贯通。
优选的，所述多孔高分子材料层为凝胶状高分子材料。
优选的，所述多孔无机盐层为羟基磷灰石层或磷酸三钙层。
本发明相对于现有技术取得了以下有益效果：
1、本发明提供的软骨修复支架中采用在第一基层和第二基层之间设置第一流通层，且在第二基层上设置第二流通层的方式，在双基层结构的基础上设置流通层，不仅使得修复支架的结构强度得到保证，还使得基层与流通层之间形成三维格栅结构，保证了细胞在修复支架上的富集能力；进一步的，采用第二凸起与第一凸起平行且交错布置的方式，使得细胞的富集方向相同，增强了修复支架在同一方向上对软骨的修复能力。
2、本发明提供的软骨修复支架中采用将第一基层的面积大于第二基层面积的方式，不仅使得修复支架结构强度大且具备三维格栅结构，还使得修复支架的第一基层具备外延能力，进一步提高了修复支架的细胞富集能力，并且在实际使用过程中仅对第一基层进行修剪即可，避免了双基层均进行修剪带来的操作不便以及误操作带来的不良隐患。
3、本发明提供的软骨修复支架中采用在相邻第一凸起间设置第一留滞凸起，和/或在相邻第二凸起间设置第二留滞凸起的方式，使得修复支架对细胞富集的能力得以进一步提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明软骨修复支架的整体结构示意图(一)；
图2为本发明软骨修复支架的整体结构示意图(二)；
图3为多级孔材料结构示意图；
其中，1-第一基层、2-第一流通层、3-第二基层、4-第二流通层、5-第一凸起、6-第二凸起、7-第一留滞凸起、8-第二留滞凸起。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于结构强度大的基础上实现细胞富集性能好的软骨修复支架。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供一种软骨修复支架，包括由下至上依次设置的第一基层1、第一流通层2、第二基层3和第二流通层4，第一基层1为多孔无机盐层，第一流通层2包括若干间隔设置在第一基层1和第二基层3支架之间的第一凸起5，第二基层3为多孔高分子材料层，第二流通层4包括若干间隔设置在第二基层3上的第二凸起6，第二凸起6与第一凸起5平行且交错布置。
其中，多孔无机盐层和多孔高分子材料层均为现有技术中已有的材料，本发明中多孔高分子材料层为凝胶状高分子材料；多孔无机盐层为羟基磷灰石层或磷酸三钙层，其中，多孔高分子材料层采用聚己内酯，其孔径为3-10μm，孔隙率为60％，厚度为2mm，多孔盐层2为多孔无机盐层，采用多孔羟基磷灰石，其孔径为3μm-5μm，孔隙率为42％，厚度为1mm。该节软骨修复用支架的制备方法是：以聚己内酯为基体，氯化钠为致孔剂，采用溶媒浇铸法制得多孔高分子材料层，然后用真空冷冻干燥技术在聚己内酯一表面上制备多孔羟基磷灰石层，即制得本实施例的关节软骨修复用支架；本发明中采用在第一基层1和第二基层3之间设置第一流通层2，且在第二基层3上设置第二流通层4的方式，在双基层结构的基础上设置流通层，不仅使得修复支架的结构强度得到保证，还使得基层与流通层之间形成三维格栅结构，保证了细胞在修复支架上的富集能力；进一步的，采用第二凸起6与第一凸起5平行且交错布置的方式，使得细胞的富集方向相同，增强了修复支架在同一方向上对软骨的修复能力。
本发明中第一基层1与第二基层3同心设置，第一基层1的面积大于第二基层3的面积，第二基层3覆盖部分第一基层1和第一流通层2；其中，本发明的支架的作用是对损伤的软骨进行修复，可根据软骨损伤的外形轮廓对该支架进行剪裁，通常大致认为软骨缺损的外形轮廓为圆形，优选的，第一基层1为矩形或正方形，第二基层3为圆形；即采用将第一基层1的面积大于第二基层3面积的方式，不仅使得修复支架结构强度大且具备三维格栅结构，还使得修复支架的第一基层1具备外延能力，进一步提高了修复支架的细胞富集能力，并且在实际使用过程中仅对第一基层1进行修剪即可，避免了双基层均进行修剪带来的操作不便以及误操作带来的不良隐患。
本发明中相邻第一凸起5之间间隔设置有若干第一留滞凸起7，第一留滞凸起7设置在第一基层1上，第一留滞凸起7垂直于第一凸起5，第一留滞凸起7的高度低于第一凸起5的高度；和/或相邻第二凸起6之间间隔设置有若干第二留滞凸起8，第二留滞凸起8设置在第二基层3上，第二留滞凸起8垂直于第二凸起6，第二留滞凸起8的高度低于第二凸起6的高度；即采用在相邻第一凸起5间设置第一留滞凸起7，和/或在相邻第二凸起6间设置第二留滞凸起8的方式，使得修复支架对细胞富集的能力得以进一步提升。
本发明中第一留滞凸起7与第一凸起5和第一基层1之间的连接方式为圆滑过渡连接；第二留滞凸起8与第二凸起6和第二基层3之间的连接方式为圆滑过渡连接；即通过圆滑过渡连接的方式避免流动不便导致细胞淤积及不能均布的问题。
本发明中第一凸起5、第一留滞凸起7、第二凸起6和第二留滞凸起8的材质为蚕丝蛋白与明胶的混合物；即为了使该支架具有很好的生物相容性和可降解性，并且降解后不产生有毒物质，该支架的材料为蚕丝蛋白和明胶的混合物，为了使该支架的降解速率与软骨形成的速率相匹配，基于支架的总质量，蚕丝蛋白与明胶的质量比为1:2。蚕丝蛋白和明胶均为选优的材料即可，可以使用市售品，也可以根据现有技术自行制备。
本发明中多孔高分子材料层的多孔高分子材料为多级孔材料，材料本体是以材料孔径大小进行分级的孔腔，及围绕形成孔腔的腔壁构成，呈三维空间围绕构成上级小孔腔的腔壁上设置下级大孔腔，同级孔腔均相互贯通，且各级孔腔相互间也彼此贯通。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种软骨修复支架，其特征在于，包括由下至上依次设置的第一基层、第一流通层、第二基层和第二流通层，所述第一基层为多孔无机盐层，所述第一流通层包括若干间隔设置在所述第一基层和所述第二基层支架之间的第一凸起，所述第二基层为多孔高分子材料层，所述第二流通层包括若干间隔设置在所述第二基层上的第二凸起，所述第二凸起与所述第一凸起平行且交错布置，相邻所述第一凸起之间间隔设置有若干第一留滞凸起，所述第一留滞凸起设置在所述第一基层上，所述第一留滞凸起垂直于所述第一凸起，所述第一留滞凸起的高度低于所述第一凸起的高度；和/或相邻所述第二凸起之间间隔设置有若干第二留滞凸起，所述第二留滞凸起设置在所述第二基层上，所述第二留滞凸起垂直于所述第二凸起，所述第二留滞凸起的高度低于所述第二凸起的高度。
2.根据权利要求1所述的软骨修复支架，其特征在于，所述第一基层与所述第二基层同心设置，所述第一基层的面积大于所述第二基层的面积，所述第二基层覆盖部分所述第一基层和第一流通层。
3.根据权利要求1或2所述的软骨修复支架，其特征在于，所述第一留滞凸起与所述第一凸起和所述第一基层之间的连接方式为圆滑过渡连接；所述第二留滞凸起与所述第二凸起和所述第二基层之间的连接方式为圆滑过渡连接。
4.根据权利要求1所述的软骨修复支架，其特征在于，所述第一凸起、所述第一留滞凸起、所述第二凸起和所述第二留滞凸起的材质为蚕丝蛋白与明胶的混合物。
5.根据权利要求1所述的软骨修复支架，其特征在于，所述多孔高分子材料层的多孔高分子材料为多级孔材料，材料本体是以材料孔径大小进行分级的孔腔，及围绕形成孔腔的腔壁构成，呈三维空间围绕构成上级小孔腔的腔壁上设置下级大孔腔，同级孔腔均相互贯通，且各级孔腔相互间也彼此贯通。
6.根据权利要求1或5所述的软骨修复支架，其特征在于，所述多孔高分子材料层为凝胶状高分子材料。
7.根据权利要求1所述的软骨修复支架，其特征在于，所述多孔无机盐层为羟基磷灰石层或磷酸三钙层。
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