CN112354016A - 一种仿生人工骨材料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种仿生人工骨材料及其生产方法，应用改性海藻酸钠水凝胶、聚二甲基硅氧烷等材料，提高各仿生层的机械强度，特别是在对各层级的配比进行调整，同时，还增加了植物纤维和壳聚糖，能够改善生物相容性；仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层之间通过插入杆和插入孔的配合，实现多层仿生层之间的紧密连接，并进一步将其放入到成骨细胞悬浮液中进行配合，使得各层仿生层之间的空隙和外壁均存在成骨细胞，存在于各层级之间的成骨细胞能够将相邻仿生层之间进行连接固定，存在于仿生层外的成骨细胞能够将仿生层进行包埋，从而大大提高了其生物相容性。机械强度高，提高了耐磨性，生物相容性好。

Description

一种仿生人工骨材料及其生产方法
技术领域
本发明实施例涉及仿生材料技术领域，具体涉及一种仿生人工骨材料及其生产方法。
背景技术
骨缺损主要包括骨缺损和缺损修复两大部分，骨缺损是临床上的常见病，也是骨科治疗的难题之一。治疗骨缺损的方法有自体骨和异体骨移植、组织工程技术和基因治疗拒绝法及生长因子、物理治疗法的辅助治疗等，其中，随着科技的发展，通过3D打印生产的骨材料越来越多的应用于骨缺损修复的治疗中。
如专利号为2015107529275的“一种基于3D打印的多层梯度仿生关节软骨材料制备工艺”，其通过利用三维设计软件创建具有多孔结构的超高分子量聚乙烯模型，输出STL格式文件，导入专用3D打印软件，利用熔融沉积成型(FDM)或选择性激光烧结(SLS)技术打印制备具有多孔结构的超高分子量聚乙烯块，经过多个步骤后，制备好的PVA/HA混合溶液加入到多孔结构超高分子量聚乙烯试样表面，使得PVA/HA混合溶液的厚度为1mm，将按上述方法处理后的多孔结构超高分子量聚乙烯试样置于室温下干燥，一周之后，多孔结构超高分子量聚乙烯试样的表面形成第一层PVA/HA复合水凝胶仿生关节软骨，并经过多个步骤后，将制备好的带有三层仿生关节软骨的多孔结构超高分子量聚乙烯试样放入盛有去离子水的密封袋中保存。虽然其生物活性充足，但其结构强度较差，长时间使用后会产生较大磨损。
另如专利号为2017106950285的“一种基于3D打印的仿生软骨及其制造方法”，通过3D打印的方式，将改性Ⅱ型胶原蛋白、改性透明质酸、纳米羟基磷灰石和成骨细胞通过梯度仿生3D打印制得，其结构强度较好，能够承受一定的磨损和压力，但由于采用了多种化学原料制成，从而特别是多个仿生层外壁直接与人体组织接触，导致其生物相容性差。
因此，如何提供一种新型的仿生人工骨材料及其生产方法，提供其机械强度的同时，还能够提高其生物相容性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种仿生人工骨材料及其生产方法，以解决现有技术中存在的相关技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种仿生人工骨材料，包括改性Ⅱ型胶原蛋白、改性海藻酸钠水凝胶、纳米羟基磷灰石、植物纤维、壳聚糖、聚二甲基硅氧烷和成骨前体细胞，上述材料经梯度仿生3D打印、粘合连接和生物包埋制成。
进一步地，按重量份数计，所述改性Ⅱ型胶原蛋白15-70份、改性海藻酸钠水凝胶10-50份、纳米羟基磷灰石5-15份、植物纤维5-10份、壳聚糖5-10份、聚二甲基硅氧烷20-70份和成骨前体细胞1-5份。
进一步地，所述仿生人工骨材料由下至上依次由仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层通过3D打印机打印构建所得，所述仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层之间通过粘合层固定和生物包埋。
根据本发明实施例的第二方面，还提供了一种仿生人工骨材料的生产方法，应用如上所述的仿生人工骨材料，包括以下步骤：
(1)打印材料的准备
改性Ⅱ型胶原蛋白的制备：将Ⅱ型胶原蛋白加入到50℃的PBS磷酸盐中配制成质量浓度为8％的Ⅱ型胶原蛋白PBS磷酸盐溶液，然后按体积比为Ⅱ型胶原蛋白PBS磷酸盐溶液：甲基丙烯酸酐＝10:1加入甲基丙烯酸酐，在50℃下搅拌反应10h；反应结束后，将所得溶液置于截留分子量为10000的透析袋中透析7天，然后将得到的透析液置于-80℃冷冻干燥机中冷冻干燥48小时，即得改性Ⅱ型胶原蛋白，置于室温下存储，备用；
改性海藻酸钠水凝胶的制备：将海藻酸钠溶解于蒸馏水中配制成质量浓度为3％的海藻酸钠溶液，然后加入摩尔浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH至7.5得到海藻酸钠溶液，然后按质量比海藻酸钠：甲基丙烯酸酐＝1:3加入甲基丙烯酸酐，在25℃下反应18h后，将所得溶液置于截留分子量为15000的透析袋中流水透析7天，然后将透析液置于-80℃冷冻干燥机中冷冻干燥48小时，即得改性海藻酸钠水凝胶，置于室温下存储，备用；
成骨前体细胞的准备：将成骨前体细胞消化后，加入到含有体积分数为10％的牛血清的成骨前体细胞培养基中，配制成细胞浓度为5×106—10×106mL-1的成骨细胞悬浮液，置于二氧化碳浓度为5％、温度为37℃的细胞培养箱中备用，所述成骨前体细胞为正常培养3代后的成骨前体细胞；
(2)各仿生层前驱体的准备
仿生骨底层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备所得的改性Ⅱ型胶原蛋白和聚二甲基硅氧烷，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入纳米羟基磷灰石，搅拌至纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液中，得到仿生骨底层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、纳米羟基磷灰石的浓度为5-10wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和聚二甲基硅氧烷的浓度为3-5wt％；
仿生钙化层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入纳米羟基磷灰石，搅拌至纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液中，得到仿生钙化层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、纳米羟基磷灰石的浓度为1-5wt％，改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-3wt％和壳聚糖的浓度为1-5wt％；
仿生骨深层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入等体积的步骤(1)所配制的成骨前体细胞悬浮液，轻柔搅拌至混合均匀，得到仿生骨深层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-3wt％，改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为10-15wt％，成骨前体细胞的浓度为1-2×106mL-1；
仿生支撑层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白、植物纤维和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生支撑层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5--10wt％、植物纤维的浓度为5-10wt％和壳聚糖的浓度为1-5wt％；
仿生中间层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生中间层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和壳聚糖的浓度为5-10wt％；
仿生浅表层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白和聚二甲基硅氧烷，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生浅表层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和聚二甲基硅氧烷的浓度为5-10wt％；
(3)各仿生层的仿生打印
将步骤(2)制备所得的各仿生层前驱体按仿生骨底层前驱体、仿生钙化层前驱体、仿生骨深层前驱体、仿生支撑层前驱体、仿生中间层前驱体和仿生浅表层前驱体的顺序依次分别打印，即得各仿生层的层级片；
其中，仿生骨底层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的5～10％，仿生钙化层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的3～8％，仿生骨深层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的10～20％，仿生支撑层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的15～20％，仿生中间层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的25～30％，仿生浅表层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的10～15％；
(4)仿生人工骨材料的粘合连接和包埋
将仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层由下至上依次层叠放置，且各仿生层之间存有一定的间隙，并将上述层叠仿生人工骨材料接种于成骨细胞浓度为5×106—10×106mL-1的成骨细胞悬浮液培养，使成骨细胞生长在各仿生层之间的间隙中和包裹在仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层外部。
进一步地，在步骤(3)中，还包括：
仿生骨底层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生钙化层前驱体打印的下端打印出多个与仿生骨底层上端的插入杆配合的插入孔，仿生钙化层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生骨深层前驱体打印的下端打印出多个与仿生钙化层上端的插入杆配合的插入孔，仿生骨深层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生支撑层前驱体打印的下端打印出多个与仿生骨深层上端的插入杆配合的插入孔，仿生支撑层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生中间层前驱体打印的下端打印出多个与仿生支撑层上端的插入杆配合的插入孔，仿生中间层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生浅表层前驱体打印的下端打印出多个与仿生中间层上端的插入杆配合的插入孔。
本发明实施例具有如下优点：
应用本申请提供的改性海藻酸钠水凝胶、聚二甲基硅氧烷等材料，能够在一定程度上提高各仿生层的机械强度，特别是在对各层级的配比进行调整，在提高机械强度的同时，还增加了植物纤维和壳聚糖，能够改善生物相容性；同时，还在生产时，仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层之间通过插入杆和插入孔的配合，实现多层仿生层之间的紧密连接，并进一步将其放入到成骨细胞悬浮液中进行配合，使得各层仿生层之间的空隙和外壁均存在成骨细胞，其中，存在于各层级之间的成骨细胞能够将相邻仿生层之间进行连接固定，存在于仿生层外的成骨细胞能够将仿生层进行包埋，从而大大提高了其生物相容性。本发明结构设计巧妙，机械强度高，提高了耐磨性，生物相容性好，减少排异。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
根据本发明实施例的第一方面，为了解决现有技术中存在的相关技术问题，提供了一种仿生人工骨材料，包括改性Ⅱ型胶原蛋白、改性海藻酸钠水凝胶、纳米羟基磷灰石、植物纤维、壳聚糖、聚二甲基硅氧烷和成骨前体细胞，上述材料经梯度仿生3D打印、粘合连接和生物包埋制成。具体地，按重量份数计，所述改性Ⅱ型胶原蛋白15-70份、改性海藻酸钠水凝胶10-50份、纳米羟基磷灰石5-15份、植物纤维5-10份、壳聚糖5-10份、聚二甲基硅氧烷20-70份和成骨前体细胞1-5份。具体地，所述仿生人工骨材料由下至上依次由仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层通过3D打印机打印构建所得，所述仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层之间通过粘合层固定和生物包埋。
根据本发明实施例的第二方面，为了生产上述的仿生人工骨材料，应用如上所述的仿生人工骨材料，包括以下步骤：
(1)打印材料的准备
改性Ⅱ型胶原蛋白的制备：将Ⅱ型胶原蛋白加入到50℃的PBS磷酸盐中配制成质量浓度为8％的Ⅱ型胶原蛋白PBS磷酸盐溶液，然后按体积比为Ⅱ型胶原蛋白PBS磷酸盐溶液：甲基丙烯酸酐＝10:1加入甲基丙烯酸酐，在50℃下搅拌反应10h；反应结束后，将所得溶液置于截留分子量为10000的透析袋中透析7天，然后将得到的透析液置于-80℃冷冻干燥机中冷冻干燥48小时，即得改性Ⅱ型胶原蛋白，置于室温下存储，备用；
改性海藻酸钠水凝胶的制备：将海藻酸钠溶解于蒸馏水中配制成质量浓度为3％的海藻酸钠溶液，然后加入摩尔浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH至7.5得到海藻酸钠溶液，然后按质量比海藻酸钠：甲基丙烯酸酐＝1:3加入甲基丙烯酸酐，在25℃下反应18h后，将所得溶液置于截留分子量为15000的透析袋中流水透析7天，然后将透析液置于-80℃冷冻干燥机中冷冻干燥48小时，即得改性海藻酸钠水凝胶，置于室温下存储，备用；
成骨前体细胞的准备：将成骨前体细胞消化后，加入到含有体积分数为10％的牛血清的成骨前体细胞培养基中，配制成细胞浓度为5×106—10×106mL-1的成骨细胞悬浮液，置于二氧化碳浓度为5％、温度为37℃的细胞培养箱中备用，所述成骨前体细胞为正常培养3代后的成骨前体细胞；
(2)各仿生层前驱体的准备
仿生骨底层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备所得的改性Ⅱ型胶原蛋白和聚二甲基硅氧烷，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入纳米羟基磷灰石，搅拌至纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液中，得到仿生骨底层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、纳米羟基磷灰石的浓度为5-10wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和聚二甲基硅氧烷的浓度为3-5wt％；
仿生钙化层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入纳米羟基磷灰石，搅拌至纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液中，得到仿生钙化层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、纳米羟基磷灰石的浓度为1-5wt％，改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-3wt％和壳聚糖的浓度为1-5wt％；
仿生骨深层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入等体积的步骤(1)所配制的成骨前体细胞悬浮液，轻柔搅拌至混合均匀，得到仿生骨深层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-3wt％，改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为10-15wt％，成骨前体细胞的浓度为1-2×106mL-1；
仿生支撑层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白、植物纤维和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生支撑层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5--10wt％、植物纤维的浓度为5-10wt％和壳聚糖的浓度为1-5wt％；
仿生中间层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生中间层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和壳聚糖的浓度为5-10wt％；
仿生浅表层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白和聚二甲基硅氧烷，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生浅表层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和聚二甲基硅氧烷的浓度为5-10wt％；
(3)各仿生层的仿生打印
将步骤(2)制备所得的各仿生层前驱体按仿生骨底层前驱体、仿生钙化层前驱体、仿生骨深层前驱体、仿生支撑层前驱体、仿生中间层前驱体和仿生浅表层前驱体的顺序依次分别打印，即得各仿生层的层级片；
其中，仿生骨底层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的5～10％，仿生钙化层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的3～8％，仿生骨深层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的10～20％，仿生支撑层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的15～20％，仿生中间层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的25～30％，仿生浅表层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的10～15％；
(4)仿生人工骨材料的粘合连接和包埋
将仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层由下至上依次层叠放置，且各仿生层之间存有一定的间隙，并将上述层叠仿生人工骨材料接种于成骨细胞浓度为5×106—10×106mL-1的成骨细胞悬浮液培养，使成骨细胞生长在各仿生层之间的间隙中和包裹在仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层外部。
进一步地，在步骤(3)中，还包括：
仿生骨底层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生钙化层前驱体打印的下端打印出多个与仿生骨底层上端的插入杆配合的插入孔，仿生钙化层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生骨深层前驱体打印的下端打印出多个与仿生钙化层上端的插入杆配合的插入孔，仿生骨深层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生支撑层前驱体打印的下端打印出多个与仿生骨深层上端的插入杆配合的插入孔，仿生支撑层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生中间层前驱体打印的下端打印出多个与仿生支撑层上端的插入杆配合的插入孔，仿生中间层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生浅表层前驱体打印的下端打印出多个与仿生中间层上端的插入杆配合的插入孔。
为了说明采用本申请技术方案的有点，本申请具体还提供了如下的实施例：
实施例1
按上述方法制备仿生人工骨材料，其中：步骤(1)中，打印材料的制备中所用的Ⅱ型胶原蛋白的分子量为1.2×106kDa，所用的海藻酸钠的分子量为1.3×106kDa；步骤(2)中，各仿生层前驱体的制备中所用到的纳米羟基磷灰石粒径分布范围为150-250nm；在仿生骨底层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、纳米羟基磷灰石的用量份为5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为5质量份、聚二甲基硅氧烷的用量为3质量份；仿生钙化层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为3质量份、纳米羟基磷灰石的用量为5质量份、壳聚糖的用量为5质量份；仿生骨深层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为3质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为10质量份、成骨细胞的用量为1.5质量份；仿生支撑层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为5质量份、植物纤维的用量为7质量份、壳聚糖的用量为2质量份；仿生中间层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为8质量份、壳聚糖的用量为10质量份；仿生浅表层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为5质量份、聚二甲基硅氧烷的用量为5质量份；在仿生人工骨材料的仿生打印中，其中仿生骨底层的打印厚度设置为仿生骨材料总厚度的10％、仿生钙化层为5％、仿生骨深层为20％、仿生支撑层为20％、仿生中间层为30％、仿生浅表层为15％。
实施例2
按上述方法制备仿生人工骨材料，其中：步骤(1)中，打印材料的制备中所用的Ⅱ型胶原蛋白的分子量为1.2×106kDa，所用的海藻酸钠的分子量为1.3×106kDa；步骤(2)中，各仿生层前驱体的制备中所用到的纳米羟基磷灰石粒径分布范围为150-250nm；在仿生骨底层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、纳米羟基磷灰石的用量份为8质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为10质量份、聚二甲基硅氧烷的用量为3质量份；仿生钙化层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为2质量份、纳米羟基磷灰石的用量为1质量份、壳聚糖的用量为5质量份；仿生骨深层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为3质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为12质量份、成骨细胞的用量为1质量份；仿生支撑层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为7质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为1质量份、植物纤维的用量为10质量份、壳聚糖的用量为5质量份；仿生中间层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为1质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为10质量份、壳聚糖的用量为5质量份；仿生浅表层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为10质量份、聚二甲基硅氧烷的用量为10质量份；在仿生人工骨材料的仿生打印中，其中仿生骨底层的打印厚度设置为仿生骨材料总厚度的10％、仿生钙化层为8％、仿生骨深层为20％、仿生支撑层为20％、仿生中间层为30％、仿生浅表层为12％。
实施例3
按上述方法制备仿生人工骨材料，其中：步骤(1)中，打印材料的制备中所用的Ⅱ型胶原蛋白的分子量为1.2×106kDa，所用的海藻酸钠的分子量为1.3×106kDa；步骤(2)中，各仿生层前驱体的制备中所用到的纳米羟基磷灰石粒径分布范围为150-250nm；在仿生骨底层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、纳米羟基磷灰石的用量份为8质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为10质量份、聚二甲基硅氧烷的用量为5质量份；仿生钙化层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为2质量份、纳米羟基磷灰石的用量为2质量份、壳聚糖的用量为3质量份；仿生骨深层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为3质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为15质量份、成骨细胞的用量为2质量份；仿生支撑层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为10质量份、植物纤维的用量为5质量份、壳聚糖的用量为5质量份；仿生中间层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性海藻酸钠水凝胶的用量为5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为5质量份、壳聚糖的用量为5质量份；仿生浅表层前驱体的制备中，光引发剂Irgacure2959的用量为0.5质量份、改性Ⅱ型胶原蛋白的用量为5质量份、聚二甲基硅氧烷的用量为10质量份；在仿生人工骨材料的仿生打印中，其中仿生骨底层的打印厚度设置为仿生骨材料总厚度的10％、仿生钙化层为8％、仿生骨深层为20％、仿生支撑层为17％、仿生中间层为30％、仿生浅表层为15％。
对比例
对比例：(一种基于3D打印的多层梯度仿生关节软骨材料制备工艺(参考申请号为CN201510752927.5实施例1制备得到)。
(1)力学性能的检测：将上述实施例1-3所制备的3D打印的人工骨材料与对比例进行力学评价实验，采用Instron 5575力学试验机测试对比例和实验组的压缩性能，压缩速率设置为0.5mm/min，用于测试的样品的直径为6mm，高为4.5mm。测试前仪器按说明书调零，而且之后每次测试采用自动复位功能测试，每组样品设置5个平行样，具体检测方法参照(专利号为2017106950285)。
通过本发明所公开的方法所制得的仿生人工骨材料实施例1-3的压缩强度明显较对比例要高，实施例1-3的压缩强度平均值为对比例的3倍以上。
(2)细胞毒性评价实验：将上述实施例1-3所制备的人工骨材料与对比例进行细胞毒性评价实验(按国标GB/T 16886.5-2003进行实验)，对比实施例1-3和对比例的实验结果。
细胞毒性检测结果显示实施例1-3在与骨髓间充质细胞共培养1天和7天后其对应的细胞相对增殖率均在98％以上，细胞毒性评级为0级，证明其具有良好的生物相容性，而对比例与骨髓间充质细胞共培养1天和7天后其对应细胞相对增殖率均分别为81.5％和83.1％，细胞毒性评级为1级，具有轻微的细胞毒性。
应用本申请提供的改性海藻酸钠水凝胶、聚二甲基硅氧烷等材料，能够在一定程度上提高各仿生层的机械强度，特别是在对各层级的配比进行调整，在提高机械强度的同时，还增加了植物纤维和壳聚糖，能够改善生物相容性；同时，还在生产时，仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层之间通过插入杆和插入孔的配合，实现多层仿生层之间的紧密连接，并进一步将其放入到成骨细胞悬浮液中进行配合，使得各层仿生层之间的空隙和外壁均存在成骨细胞，其中，存在于各层级之间的成骨细胞能够将相邻仿生层之间进行连接固定，存在于仿生层外的成骨细胞能够将仿生层进行包埋，从而大大提高了其生物相容性。本发明结构设计巧妙，机械强度高，提高了耐磨性，生物相容性好，减少排异。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种仿生人工骨材料，其特征在于，包括改性Ⅱ型胶原蛋白、改性海藻酸钠水凝胶、纳米羟基磷灰石、植物纤维、壳聚糖、聚二甲基硅氧烷和成骨前体细胞，上述材料经梯度仿生3D打印、粘合连接和生物包埋制成。
2.如权利要求1所述的仿生人工骨材料，其特征在于，按重量份数计，所述改性Ⅱ型胶原蛋白15-70份、改性海藻酸钠水凝胶10-50份、纳米羟基磷灰石5-15份、植物纤维5-10份、壳聚糖5-10份、聚二甲基硅氧烷20-70份和成骨前体细胞1-5份。
3.如权利要求2所述的仿生人工骨材料，其特征在于，所述仿生人工骨材料由下至上依次由仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层通过3D打印机打印构建所得，所述仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层之间通过粘合层固定和生物包埋。
4.一种仿生人工骨材料的生产方法，应用如权利要求1-3中任一项所述的仿生人工骨材料，其特征在于，包括以下步骤：
(1)打印材料的准备
改性Ⅱ型胶原蛋白的制备：将Ⅱ型胶原蛋白加入到50℃的PBS磷酸盐中配制成质量浓度为8％的Ⅱ型胶原蛋白PBS磷酸盐溶液，然后按体积比为Ⅱ型胶原蛋白PBS磷酸盐溶液：甲基丙烯酸酐＝10:1加入甲基丙烯酸酐，在50℃下搅拌反应10h；反应结束后，将所得溶液置于截留分子量为10000的透析袋中透析7天，然后将得到的透析液置于-80℃冷冻干燥机中冷冻干燥48小时，即得改性Ⅱ型胶原蛋白，置于室温下存储，备用；
改性海藻酸钠水凝胶的制备：将海藻酸钠溶解于蒸馏水中配制成质量浓度为3％的海藻酸钠溶液，然后加入摩尔浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液的pH至7.5得到海藻酸钠溶液，然后按质量比海藻酸钠：甲基丙烯酸酐＝1:3加入甲基丙烯酸酐，在25℃下反应18h后，将所得溶液置于截留分子量为15000的透析袋中流水透析7天，然后将透析液置于-80℃冷冻干燥机中冷冻干燥48小时，即得改性海藻酸钠水凝胶，置于室温下存储，备用；
成骨前体细胞的准备：将成骨前体细胞消化后，加入到含有体积分数为10％的牛血清的成骨前体细胞培养基中，配制成细胞浓度为5×106—10×106mL-1的成骨细胞悬浮液，置于二氧化碳浓度为5％、温度为37℃的细胞培养箱中备用，所述成骨前体细胞为正常培养3代后的成骨前体细胞；
(2)各仿生层前驱体的准备
仿生骨底层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备所得的改性Ⅱ型胶原蛋白和聚二甲基硅氧烷，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入纳米羟基磷灰石，搅拌至纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液中，得到仿生骨底层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、纳米羟基磷灰石的浓度为5-10wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和聚二甲基硅氧烷的浓度为3-5wt％；
仿生钙化层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入纳米羟基磷灰石，搅拌至纳米羟基磷灰石均匀分散在溶液中，得到仿生钙化层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、纳米羟基磷灰石的浓度为1-5wt％，改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-3wt％和壳聚糖的浓度为1-5wt％；
仿生骨深层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，然后加入等体积的步骤(1)所配制的成骨前体细胞悬浮液，轻柔搅拌至混合均匀，得到仿生骨深层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-3wt％，改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为10-15wt％，成骨前体细胞的浓度为1-2×106mL-1；
仿生支撑层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白、植物纤维和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生支撑层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5--10wt％、植物纤维的浓度为5-10wt％和壳聚糖的浓度为1-5wt％；
仿生中间层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性海藻酸钠水凝胶、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白和壳聚糖，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生中间层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性海藻酸钠水凝胶的浓度为1-5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和壳聚糖的浓度为5-10wt％；
仿生浅表层前驱体的制备：往蒸馏水中依次加入光引发剂Irgacure2959、步骤(1)制备的改性Ⅱ型胶原蛋白和聚二甲基硅氧烷，每次加入的物质完全溶解后再加入下一种物质，得到仿生浅表层前驱体溶液，备用；其中，光引发剂Irgacure2959的浓度为0.5wt％、改性Ⅱ型胶原蛋白的浓度为5-10wt％和聚二甲基硅氧烷的浓度为5-10wt％；
(3)各仿生层的仿生打印
将步骤(2)制备所得的各仿生层前驱体按仿生骨底层前驱体、仿生钙化层前驱体、仿生骨深层前驱体、仿生支撑层前驱体、仿生中间层前驱体和仿生浅表层前驱体的顺序依次分别打印，即得各仿生层的层级片；
其中，仿生骨底层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的5～10％，仿生钙化层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的3～8％，仿生骨深层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的10～20％，仿生支撑层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的15～20％，仿生中间层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的25～30％，仿生浅表层的打印厚度设置为仿生人工骨材料总厚度的10～15％；
(4)仿生人工骨材料的粘合连接和包埋
将仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层由下至上依次层叠放置，且各仿生层之间存有一定的间隙，并将上述层叠仿生人工骨材料接种于成骨细胞浓度为5×106—10×106mL-1的成骨细胞悬浮液培养，使成骨细胞生长在各仿生层之间的间隙中和包裹在仿生骨底层、仿生钙化层、仿生骨深层、仿生支撑层、仿生中间层和仿生浅表层外部。
5.如权利要求4所述的仿生人工骨材料的生产方法，其特征在于，在步骤(3)中，还包括：
仿生骨底层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生钙化层前驱体打印的下端打印出多个与仿生骨底层上端的插入杆配合的插入孔，仿生钙化层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生骨深层前驱体打印的下端打印出多个与仿生钙化层上端的插入杆配合的插入孔，仿生骨深层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生支撑层前驱体打印的下端打印出多个与仿生骨深层上端的插入杆配合的插入孔，仿生支撑层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生中间层前驱体打印的下端打印出多个与仿生支撑层上端的插入杆配合的插入孔，仿生中间层前驱体打印的上端打印出多个分散的插入杆，仿生浅表层前驱体打印的下端打印出多个与仿生中间层上端的插入杆配合的插入孔。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115400265A (zh) * 2022-08-05 2022-11-29 河北医科大学口腔医院 仿生化梯度支架及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101199869A (zh) * 2006-12-15 2008-06-18 天津理工大学 液晶羟基磷灰石/聚合物复合各向异性骨替代材料及其制备方法
CN204951735U (zh) * 2015-08-31 2016-01-13 中国人民解放军第四军医大学 多层仿生组织工程骨-软骨生物活性支架
CN107537066A (zh) * 2017-08-15 2018-01-05 广东泰宝医疗器械技术研究院有限公司 一种基于3d打印的仿生软骨及其制造方法
US20180021138A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Cytex Therapeutics, Inc. Articular cartilage repair
US20180326117A1 (en) * 2015-11-09 2018-11-15 The Regents Of The University Of California High Yield and High Precision Bone Graft Substitute from Stem Cells
CN109529105A (zh) * 2018-10-04 2019-03-29 南京航空航天大学溧水仿生产业研究院有限公司 仿生人工骨材料的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101199869A (zh) * 2006-12-15 2008-06-18 天津理工大学 液晶羟基磷灰石/聚合物复合各向异性骨替代材料及其制备方法
CN204951735U (zh) * 2015-08-31 2016-01-13 中国人民解放军第四军医大学 多层仿生组织工程骨-软骨生物活性支架
US20180326117A1 (en) * 2015-11-09 2018-11-15 The Regents Of The University Of California High Yield and High Precision Bone Graft Substitute from Stem Cells
US20180021138A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Cytex Therapeutics, Inc. Articular cartilage repair
CN107537066A (zh) * 2017-08-15 2018-01-05 广东泰宝医疗器械技术研究院有限公司 一种基于3d打印的仿生软骨及其制造方法
CN109529105A (zh) * 2018-10-04 2019-03-29 南京航空航天大学溧水仿生产业研究院有限公司 仿生人工骨材料的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115400265A (zh) * 2022-08-05 2022-11-29 河北医科大学口腔医院 仿生化梯度支架及其制备方法

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