本發明涉及醫用材料領域，具體涉及一種組織工程三維多孔支架及其制備方法。
背景技術：
：組織工程是應用生命學和工程學原理與方法，去認識哺乳動物的正常和病態組織的結構功能關系，以研究、開發用于修復和維護或增進人體各種組織或器官損傷后的功能和形態的一個新學科。二十世紀80年代組織工程一經提出，就引起了世界范圍的關注。經過十幾年的研究，組織工程已得到了飛速發展。用于組織工程的支架材料除了應具有良好的生物相容性、細胞親和性、可降解性等生物醫學性能外，還必須滿足一定的力學性能和物理性能，如：合適的孔徑、孔隙率、較高的比表面積等。從細胞培養的角度講，只有這樣的支架才能起支撐作用，并有利養料和代謝物的運輸交換，給細胞提供良好的生長環境。盡管多孔支架的制備技術已從初期的探索逐漸進向臨床應用階段發展，但仍有許多性能要求未曾達到，如：高孔隙率且能夠內部聯通的三維結構，這樣的結構可以為細胞生長、養分交換和代謝產物的流通提供足夠的空間；同時又要有足夠的機械性能，滿足體內環境中的受力需求。技術實現要素：要解決的技術問題：本發明的目的是提供一種組織工程三維多孔支架，孔隙率高、孔連通性好，力學性能理想，具有很好的支架內外物質交換和生物力學性能。技術方案：一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉10-20份、透明質酸鈉15-35份、骨膠原蛋白2-15份、納米羥基磷灰石60-75份、珊瑚礁5-15份、檸檬酸1.5-3份、乙酸酐1.8-3.6份、甘露醇4.5-16.5份、大豆分離蛋白12-30份、乳清蛋白10-25份、谷朊粉5-10份、超細紅黏土2-8份、長石粉2-8份。進一步優選的，所述的一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉13-18份、透明質酸鈉20-30份、骨膠原蛋白5-12份、納米羥基磷灰石64-70份、珊瑚礁8-12份、檸檬酸2-2.6份、乙酸酐2.5-3份、甘露醇8-14份、大豆分離蛋白18-25份、乳清蛋白15-20份、谷朊粉6-9份、超細紅黏土3-7份、長石粉4-6份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法，包括以下步驟：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加熱至45-90℃的水中，充分攪拌0.5-3h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為30-90℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌1-4h；（3）繼續加入超細紅黏土、長石粉、納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-80--20℃冷凍室中冷凍12-48小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥6-36小時，即得組織工程三維多孔支架。進一步的，所述的一種組織工程三維多孔支架的制備方法，所述步驟（1）中水溫為60-80℃，攪拌時間為1-2h。進一步的，所述的一種組織工程三維多孔支架的制備方法，所述步驟（2）中溫度為45-75℃，攪拌時間為3h。進一步的，所述的一種組織工程三維多孔支架的制備方法，所述步驟（3）中超細黏土和長石粉的細度為200-300目。進一步的，所述的一種組織工程三維多孔支架的制備方法，所述步驟（4）中冷凍室的溫度為-65--30℃，冷凍時間為24-48h，冷凍干燥的時間為12-24h。有益效果：本發明的組織工程三維多孔支架的孔隙率在85.5到92.1%之間，有良好的孔隙貫通性；在保持高孔隙率的基礎上可以保證抗壓強度為2.49-3.12MPa，在添加超細紅黏土、長石粉后，多孔支架的力學性能有了顯著的提高。具體實施方式實施例1一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉20份、透明質酸鈉35份、骨膠原蛋白2份、納米羥基磷灰石60份、珊瑚礁15份、檸檬酸1.5份、乙酸酐1.8份、甘露醇4.5份、大豆分離蛋白12份、乳清蛋白25份、谷朊粉5份、超細紅黏土2份、長石粉2份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法為：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加熱至45℃的水中，充分攪拌3h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為30℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌4h；（3）繼續加入超細紅黏土、長石粉、納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-20℃冷凍室中冷凍48小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥6小時，即得組織工程三維多孔支架。實施例2一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉10份、透明質酸鈉15份、骨膠原蛋白15份、納米羥基磷灰石75份、珊瑚礁5份、檸檬酸3份、乙酸酐3.6份、甘露醇16.5份、大豆分離蛋白30份、乳清蛋白10份、谷朊粉10份、超細紅黏土8份、長石粉8份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法為：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加熱至90℃的水中，充分攪拌0.5h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為90℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌1h；（3）繼續加入超細紅黏土、長石粉、納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-80℃冷凍室中冷凍12小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥36小時，即得組織工程三維多孔支架。實施例3一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉18份、透明質酸鈉20份、骨膠原蛋白5份、納米羥基磷灰石64份、珊瑚礁12份、檸檬酸2份、乙酸酐2.5份、甘露醇8份、大豆分離蛋白25份、乳清蛋白15份、谷朊粉6份、超細紅黏土3份、長石粉6份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法為：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加熱至60℃的水中，充分攪拌2h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為45℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌3h；（3）繼續加入超細紅黏土、長石粉、納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-65℃冷凍室中冷凍24小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥12小時，即得組織工程三維多孔支架。實施例4一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉13份、透明質酸鈉30份、骨膠原蛋白12份、納米羥基磷灰石70份、珊瑚礁8份、檸檬酸2.6份、乙酸酐3份、甘露醇14份、大豆分離蛋白18份、乳清蛋白20份、谷朊粉9份、超細紅黏土7份、長石粉4份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法為：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加熱至80℃的水中，充分攪拌1h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為75℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌3h；（3）繼續加入超細紅黏土、長石粉、納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-30℃冷凍室中冷凍48小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥24小時，即得組織工程三維多孔支架。實施例5一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉15份、透明質酸鈉25份、骨膠原蛋白9份、納米羥基磷灰石68份、珊瑚礁10份、檸檬酸2.4份、乙酸酐2.7份、甘露醇12份、大豆分離蛋白22份、乳清蛋白18份、谷朊粉8份、超細紅黏土5份、長石粉5份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法為：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加熱至70℃的水中，充分攪拌1.5h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為60℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌3h；（3）繼續加入超細紅黏土、長石粉、納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-40℃冷凍室中冷凍36小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥18小時，即得組織工程三維多孔支架。對比例1一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉20份、透明質酸鈉35份、骨膠原蛋白2份、納米羥基磷灰石60份、珊瑚礁15份、檸檬酸1.5份、乙酸酐1.8份、甘露醇4.5份、超細紅黏土2份、長石粉2份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法為：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白，加入2倍重量份，并加熱至45℃的水中，充分攪拌3h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為30℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌4h；（3）繼續加入超細紅黏土、長石粉、納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-20℃冷凍室中冷凍48小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥6小時，即得組織工程三維多孔支架。對比例2一種組織工程三維多孔支架，由以下成分按重量份制備而成：改性淀粉10份、透明質酸鈉15份、骨膠原蛋白15份、納米羥基磷灰石75份、珊瑚礁5份、檸檬酸3份、乙酸酐3.6份、甘露醇16.5份、大豆分離蛋白30份、乳清蛋白10份、谷朊粉10份。上述組織工程三維多孔支架的制備方法為：（1）將改性淀粉、透明質酸鈉、骨膠原蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、谷朊粉，加入2倍重量份，并加熱至90℃的水中，充分攪拌0.5h，得到混合溶液；（2）將混合溶液保持溫度為90℃，加入檸檬酸、乙酸酐，攪拌1h；（3）繼續加入納米羥基磷灰石、珊瑚礁、甘露醇，繼續攪拌；（4）稱取步驟（3）得到溶液，澆入容器中，然后置于-80℃冷凍室中冷凍12小時后，再移入冷凍干燥機中冷凍干燥36小時，即得組織工程三維多孔支架?？紫堵实臏y試方法：用液體替代法測量多孔支架的孔隙率。即先測量其體積為V，稱重為W，將其浸入無水乙醇中超聲5min，然后放置真空環境下，負壓使無水乙醇完全滲入支架材料,取出稱重為W1，無水乙醇密度記為d，則多孔材料的孔隙率：P=（W1-W）/（V·d），做5個平行試驗，求其平均值。力學測試方法：用日本島津材料力學試驗機（AGIC50KN）測定多孔材料修飾前后的抗壓強度，樣品為5mm×5mm×10mm的立方體，測試速度為0.5mm/min，壓縮高度比為60%，每組樣品做5次平行實驗。本發明材料的各項性能指標見下表，我們可以看到本組織工程三維多孔支架的孔隙率在85.5到92.1%之間，有良好的孔隙貫通性；在保持高孔隙率的基礎上可以保證抗壓強度為2.49-3.12MPa，在添加超細紅黏土、長石粉后，多孔支架的力學性能有了顯著的提高。表1組織工程三維多孔支架的各項性能指標產品名稱孔隙率（%）抗壓強度（MPa）實施例185.52.49實施例287.22.55實施例388.52.65實施例489.62.87實施例592.13.12對比例170.52.50對比例286.11.41當前第1頁1 2 3