CN110404108A - 一种双层骨-软骨修复支架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双层骨‑软骨修复支架及其制备方法，由两种修复层自下至上叠加而成：上层为软骨修复层，下层为骨修复层，所述软骨修复层的材料包括聚乙二醇二丙烯酸酯、生物医用高分子水凝胶和具有抑制钙化的物质，所述骨修复层的材料包括聚乙二醇二丙烯酸酯、生物医用高分子水凝胶和具有成骨活性的物质组成，上下两层均通过聚乙二醇二丙烯酸酯的紫外光聚合效应快速固化生物医用高分子水凝胶制备而成。本发明相对于现有技术的优点如下：提供的双层骨‑软骨修复支架具有生物活性优异、可完全降解并且降解周期可控等优点；避免了离子交联和化学交联导致的双层结构破坏，制备工艺简单，制备周期短且成本低廉。

Description

一种双层骨-软骨修复支架及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种双层骨-软骨修复支架及其制备方法，属于生物医用材料领域。
背景技术
随着社会人口老龄化及运动损伤的增多，骨关节病变的发生率在不断上升，严重影响着人类生活质量。各种退变性疾病以及创伤性损害，随着年龄增加而发生软骨组织的自然磨损导致骨关节炎发生，是骨软骨损害的主要原因。软骨主要由分散的圆形或椭圆形的软骨细胞和浓密的细胞外基质组成，是一种无血管、神经和淋巴腺的组织。其细胞外基质主要由Ⅱ型胶原的网络结构和羽毛状的糖蛋白组成，为软骨组织提供足够的力学强度。这种结构特点使损伤的软骨组织自修复能力十分有限。并且软骨细胞代谢不活跃、缺乏血液供应而修复能力低下，使关节软骨损伤成为治疗难题，未治疗的关节软骨损伤将导致持续的关节疼痛及骨关节炎。
目前针对软骨损伤的治疗可概括为三类：①骨髓刺激技术：钻孔术、微骨折术、自体基质诱导软骨再生等；②直接软骨替代：骨软骨移植、马赛克移植等；③细胞疗法：自体软骨细胞移植、基质诱导自体软骨细胞移植等。这些治疗方式具有供体来源有限、治疗部位易病变、大面积损伤(>2cm2)修复效果有限等缺点。近年来，组织工程正逐渐成为新一代软骨修复技术，即在体外构建一个软骨修复支架然后整天植入到软骨缺损部位。现存关于骨-软骨修复支架的报道多为构建促进骨、软骨生长的双层或多层支架进行修复。这些支架通常依靠结构特点阻止血管侵入软骨层中，该结构通过模拟天然钙化层的成分、结构或功能来构建。材料在降解过程中，该结构会发生变化，孔径会增加，界面处通透性会增加，阻止血管入侵的功能也会丧失。一旦血管侵入软骨层，也缺乏抑制软骨内成骨的功能。如何阻止钙化层向软骨层推进及重塑，抑制软骨内成骨过程，是软骨修复的关键所在。
发明内容
本发明针对骨-软骨修复支架的缺陷，提出一种双层骨-软骨修复支架及其制备方法，采用聚乙二醇二丙烯酸酯的紫外光聚合效应快速固化生物医用高分子水凝胶，避免了离子交联和化学交联导致的双层结构破坏；在上层结构中加入抑制钙化的物质，阻止钙化层向软骨层推进及重塑，抑制软骨内成骨过程；在下层结构中加入成骨活性的物质，与软骨下骨形成良好衔接，发挥类似钙化层的屏障效应。
为了实现上述目的，本发明通过如下具体技术方案进行：一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，由两种修复层自下至上叠加而成：上层为软骨修复层，下层为骨修复层，所述软骨修复层的材料包括聚乙二醇二丙烯酸酯、生物医用高分子水凝胶和具有抑制钙化的物质，所述骨修复层的材料包括聚乙二醇二丙烯酸酯、生物医用高分子水凝胶和具有成骨活性的物质组成，上下两层均通过聚乙二醇二丙烯酸酯的紫外光聚合效应快速固化生物医用高分子水凝胶制备而成。
按上述方案，所述生物医用高分子水凝胶为海藻酸盐、琼脂糖、壳聚糖、透明质酸、结冷胶、胶原蛋白、丝素蛋白、明胶、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合。
按上述方案，所述具有抑制钙化的物质为柠檬酸磷酸酯、柠檬酸盐、二磷酸甘油酸、焦磷酸盐、1-乙烷-1,1-二膦酸盐、3-磷酸甘油酸酯、磷酸烯醇丙酮酸中的一种或两种以上的组合。
按上述方案，所述具有成骨活性的物质为羟基磷灰石、磷酸氢钙、磷酸三钙、磷酸八钙、硅酸钙、硅酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙、硼硅酸盐生物玻璃、硅酸盐生物玻璃、钙磷酸盐生物玻璃、生物活性玻璃中的一种或两种以上的组合。
按上述方案，所述聚乙二醇二丙烯酸酯与所述生物医用高分子水凝胶的体积比为1:3～3:1，所述物医用高分子水凝胶和所述具有抑制钙化的物质的质量比为1:2～2:1。
按上述方案，所述生物医用高分子水凝胶和所述具有成骨活性的物质的质量比为1:2～2:1。
按上述方案，所述软骨修复层的厚度为0.1mm～5.0mm，所述骨修复层的厚度为0.1mm～5.0mm。
所述的双层骨-软骨修复支架的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)制备骨修复层；(2)制备软骨修复层；(3)制备双层骨-软骨修复支架。
按上述方案，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
配置质量分数为0.5～3％的生物医用高分子水凝胶，加入聚乙二醇二丙烯酸酯，按照5mg/mL的比值称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于生物医用高分子水凝胶，加入具有成骨活性的物质，继续搅拌至混合均匀；
(2)制备软骨修复层
配置质量分数为0.5～3％的生物医用高分子水凝胶，加入聚乙二醇二丙烯酸酯，按照5mg/mL的比值称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于生物医用高分子水凝胶，加入具有抑制钙化的物质，继续搅拌至混合均匀；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照0.5～1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照0.5～1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架。
按上述方案，骨修复层混合液在模具中形成的高度为0.1mm～5.0mm，软骨修复层混合液在模具中形成的高度为0.1mm～5.0mm。
本发明相对于现有技术的优点和技术效果如下：
(1)提供的双层骨-软骨修复支架具有生物活性优异、可完全降解并且降解周期可控等优点；
(2)在上层结构中加入抑制钙化的物质，阻止钙化层向软骨层推进及重塑，抑制软骨内成骨过程；在下层结构中加入成骨活性的物质，与软骨下骨形成良好衔接，发挥类似钙化层的屏障效应；
(3)采用聚乙二醇二丙烯酸酯的紫外光聚合效应快速固化生物医用高分子水凝胶，避免了离子交联和化学交联导致的双层结构破坏，制备工艺简单，制备周期短且成本低廉。
附图说明
图1是双层骨-软骨修复支架茜素红染色结构，其中(a)为实施例5中的双层骨-软骨修复支架结构，(b)为实施例6中的双层骨-软骨修复支架结构，(c)为实施例7中的双层骨-软骨修复支架结构，(d)为实施例8中的双层骨-软骨修复支架结构；
图2是双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，其中(b)为实施例5中的双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，(c)为实施例6中的双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，(d)为实施例7中的双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，(e)为实施例8中的双层骨-软骨修复支架的XRD图谱；
图3是双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，其中(b)为实施例5中的双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，(c)为实施例6中的双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，(d)为实施例7中的双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，(e)为实施例8中的双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱；
图4是双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响，其中(a)为实施例5中的双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响，(b)为实施例6中的双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响，(c)为实施例7中的双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响，(d)为实施例8中的双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：双层骨-软骨修复支架的制备，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:3进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:3进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
实施例2：双层骨-软骨修复支架的制备，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:2进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:2进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
实施例3：双层骨-软骨修复支架的制备，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
实施例4：双层骨-软骨修复支架的制备，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比3:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比3:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
实施例5：双层骨-软骨修复支架的制备及性能测试，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:2称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
(4)对双层骨-软骨修复支架沿轴向切割，将切割后的支架浸于茜素红染液中30min，用去离子水清洗后观察截面着色情况。采用Empyrean X射线衍射仪对层骨-软骨修复支架进行测试，衍射角度为5-70°。采用傅立叶变换红外光谱仪分析层骨-软骨修复支架的化学成分，测试波长范围为中红外4000～400cm-1。将双层骨-软骨修复支架浸提液与骨髓间充质干细胞共培养，在培养3天后，DIO染色，通过倒置荧光显微镜观察骨髓间充质干细胞形态。
图1(a)是双层骨-软骨修复支架茜素红染色结构，图2(b)是双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，图3(b)是双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，图4(a)是双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响。如图所见，双层水凝胶支架下层呈深红色而上层呈淡红色，且中间分界线明显，该支架为非晶态物质，在制备过程中交联完全，其浸提液作用于骨髓间充质干细胞后，细胞形态铺展良好。
实施例6:双层骨-软骨修复支架的制备及性能测试，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:1称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1:1称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
(4)对双层骨-软骨修复支架沿轴向切割，将切割后的支架浸于茜素红染液中30min，用去离子水清洗后观察截面着色情况。采用Empyrean X射线衍射仪对层骨-软骨修复支架进行测试，衍射角度为5-70°。采用傅立叶变换红外光谱仪分析层骨-软骨修复支架的化学成分，测试波长范围为中红外4000～400cm-1。将双层骨-软骨修复支架浸提液与骨髓间充质干细胞共培养，在培养3天后，DIO染色，通过倒置荧光显微镜观察骨髓间充质干细胞形态。
图1(b)是双层骨-软骨修复支架茜素红染色结构，图2(c)是双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，图3(c)是双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，图4(b)是双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响。如图所见，双层水凝胶支架下层呈深红色而上层呈淡红色，且中间分界线明显，该支架为非晶态物质，在制备过程中交联完全，其浸提液作用于骨髓间充质干细胞后，细胞形态铺展良好。
实施例7:双层骨-软骨修复支架的制备及性能测试，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1.5:1称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比1.5:1称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
(4)对双层骨-软骨修复支架沿轴向切割，将切割后的支架浸于茜素红染液中30min，用去离子水清洗后观察截面着色情况。采用Empyrean X射线衍射仪对层骨-软骨修复支架进行测试，衍射角度为5-70°。采用傅立叶变换红外光谱仪分析层骨-软骨修复支架的化学成分，测试波长范围为中红外4000～400cm-1。将双层骨-软骨修复支架浸提液与骨髓间充质干细胞共培养，在培养3天后，DIO染色，通过倒置荧光显微镜观察骨髓间充质干细胞形态。
图1(c)是双层骨-软骨修复支架茜素红染色结构，图2(d)是双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，图3(d)是双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，图4(c)是双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响。如图所见，双层水凝胶支架下层呈深红色而上层呈淡红色，且中间分界线明显，该支架为非晶态物质，在制备过程中交联完全，其浸提液作用于骨髓间充质干细胞后，细胞形态铺展良好。
实施例8:双层骨-软骨修复支架的制备及性能测试，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将羟基磷灰石陶瓷粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比2:1称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(2)制备软骨修复层
将海藻酸盐粉末溶于去离子水中，制备得到质量分数为1.5％的海藻酸盐水凝胶，将聚乙二醇二丙烯酸酯与海藻酸盐水凝胶按照体积比1:1进行充分混合，以5mg/mL(光引发剂Irgacure2959/聚乙二醇二丙烯酸酯)的比例称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于以上混合水凝胶，并将柠檬酸锌粉末与海藻酸盐水凝胶按照质量比2:1称量，加入以上混合水凝胶并搅拌至充分混合；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架；
(4)对双层骨-软骨修复支架沿轴向切割，将切割后的支架浸于茜素红染液中30min，用去离子水清洗后观察截面着色情况。采用Empyrean X射线衍射仪对层骨-软骨修复支架进行测试，衍射角度为5-70°。采用傅立叶变换红外光谱仪分析层骨-软骨修复支架的化学成分，测试波长范围为中红外4000～400cm-1。将双层骨-软骨修复支架浸提液与骨髓间充质干细胞共培养，在培养3天后，DIO染色，通过倒置荧光显微镜观察骨髓间充质干细胞形态。
图1(d)是双层骨-软骨修复支架茜素红染色结构，图2(e)是双层骨-软骨修复支架的XRD图谱，图3(e)是双层骨-软骨修复支架的FTIR图谱，图4(d)是双层骨-软骨修复支架对细胞生长的影响。如图所见，双层水凝胶支架下层呈深红色而上层呈淡红色，且中间分界线明显，该支架为非晶态物质，在制备过程中交联完全，其浸提液作用于骨髓间充质干细胞后，细胞形态铺展良好。

Claims (10)

1.一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，由两种修复层自下至上叠加而成：上层为软骨修复层，下层为骨修复层，所述软骨修复层的材料包括聚乙二醇二丙烯酸酯、生物医用高分子水凝胶和具有抑制钙化的物质，所述骨修复层的材料包括聚乙二醇二丙烯酸酯、生物医用高分子水凝胶和具有成骨活性的物质组成，上下两层均通过聚乙二醇二丙烯酸酯的紫外光聚合效应快速固化生物医用高分子水凝胶制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，所述生物医用高分子水凝胶为海藻酸盐、琼脂糖、壳聚糖、透明质酸、结冷胶、胶原蛋白、丝素蛋白、明胶、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，所述具有抑制钙化的物质为柠檬酸磷酸酯、柠檬酸盐、二磷酸甘油酸、焦磷酸盐、1-乙烷-1,1-二膦酸盐、3-磷酸甘油酸酯、磷酸烯醇丙酮酸中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，所述具有成骨活性的物质为羟基磷灰石、磷酸氢钙、磷酸三钙、磷酸八钙、硅酸钙、硅酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙、硼硅酸盐生物玻璃、硅酸盐生物玻璃、钙磷酸盐生物玻璃、生物活性玻璃中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，所述聚乙二醇二丙烯酸酯与所述生物医用高分子水凝胶的体积比为1:3～3:1，所述物医用高分子水凝胶和所述具有抑制钙化的物质的质量比为1:2～2:1。
6.根据权利要求1所述的一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，所述生物医用高分子水凝胶和所述具有成骨活性的物质的质量比为1:2～2:1。
7.根据权利要求1所述的一种双层骨-软骨修复支架，其特征在于，所述软骨修复层的厚度为0.1mm～5.0mm，所述骨修复层的厚度为0.1mm～5.0mm。
8.一种权利要求1～7中所述的双层骨-软骨修复支架的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)制备骨修复层；(2)制备软骨修复层；(3)制备双层骨-软骨修复支架。
9.根据权利要求8所述的双层骨-软骨修复支架的制备方法，其特征在于，具体操作如下：
(1)制备骨修复层
配置质量分数为0.5～3％的生物医用高分子水凝胶，加入聚乙二醇二丙烯酸酯，按照5mg/mL的比值称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于生物医用高分子水凝胶，加入具有成骨活性的物质，继续搅拌至混合均匀；
(2)制备软骨修复层
配置质量分数为0.5～3％的生物医用高分子水凝胶，加入聚乙二醇二丙烯酸酯，按照5mg/mL的比值称取光引发剂Irgacure2959，在室温下溶于生物医用高分子水凝胶，加入具有抑制钙化的物质，继续搅拌至混合均匀；
(3)制备双层骨-软骨修复支架
取适量骨修复层混合液于模具中，置于在紫外灯下，并保持光源与样品的距离为2～3cm，持续光照0.5～1h，再取适量软骨修复层混合液于模具中已固化完全的骨修复层水凝胶上，持续光照0.5～1h，经冷冻干燥得到双层骨-软骨修复支架。
10.根据权利要求11所述的双层骨-软骨修复支架的制备方法，其特征在于，骨修复层混合液在模具中形成的高度为0.1mm～5.0mm，软骨修复层混合液在模具中形成的高度为0.1mm～5.0mm。
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