专利名称：组织工程支架材料的制备方法组织工程学是应用细胞生物学、生物材料和工程学的原理，研究用于修复或改善 人体病损组织或器官结构的生物活性替代物的一门科学，目的是修复和再生受损组织或器 官，帮助病人恢复受损组织的功能。组织工程的基本原理和方法为，将从患者的软硬组织中获取的造骨细胞等放在培 养液中培植，将体外培养的高浓度组织细胞扩增后吸附于一种生物相容性良好并可被人体 逐渐降解吸收的细胞外基质材料上。将基质材料形成预制的组织工程支架，为细胞提供生 存的三维空间，有利于细胞获得足够的营养物质，进行新陈代谢，使细胞按预制形态的三维 支架生长，形成细胞/生物材料复合物；然后将细胞/生物材料复合物植入患者所需部位。 培植的细胞在组织工程支架降解吸收的过程中继续繁殖，形成了新的具有原来特殊功能的 相应的组织和器官，从而达到修复组织外形和功能重建的目的。对于组织工程支架而言，组织工程支架材料是组织缺损再生的关键。组织工程支 架材料的孔间连通性是影响组织工程支架材料性能的重要因素，一定的孔间连通性能使细 胞顺利进入支架进行营养物质与代谢产物的交换，从而使细胞在组织工程支架上生长，形 成的组织更接近于天然组织。现有技术中，组织工程技术中常用的致孔方法主要是粒子致孔法。例如，公开号为 CN1617669A中国专利文献报道了一种组织工程支架的制备方法，该方法采用融合的盐晶体 形成骨架。申请号为01114656. 7的中国专利文献报道了一种聚乳酸/甲壳素类多孔材料及 其制备方法，该方法利用NaCl颗粒形成具有多孔结构的材料。上述报道的粒子致孔法中， 由于粒子间是独立存在的，形成的孔间连通性较差，闭孔率较高。
有鉴于此，本发明提供一种组织工程支架材料的制备方法，该方法制备的组织工 程支架材料具有较好的孔间连通性，闭孔率较低。本发明提供一种组织工程支架材料的制备方法，包括步骤a)将蔗糖纤维与粒子混合，得到混合物，所述粒子为蔗糖粒子和/或盐粒 子；步骤b)将步骤a)得到混合物与可降解聚合物、溶剂混合，然后冷冻，得到复合物， 将所述复合物去除步骤a)得到的混合物和溶剂，得到组织工程支架材料。优选的，所述蔗糖纤维按照如下方法制备 将蔗糖进行纺丝，得到蔗糖纤维，然后剪切。 优选的，步骤a)中所述粒子的粒径为100 μ π! 450 μ m。优选的，所述蔗糖纤维的直径为50μπι以下。优选的，所述可降解聚合物为聚乳酸、聚乳酸衍生物、聚丙交酯-乙交酯、聚丙交 酯_乙交酯衍生物、聚乙醇酸和聚乙醇酸衍生物中的一种或几种。优选的，所述步骤b)中冷冻温度为-10 -40°C。优选的，所述溶剂为氯仿、1，4-二氧六环、四氢呋喃或丙酮。优选的，所述蔗糖纤维与粒子的重量比为0. 8 1. 2 0. 8 1. 2。优选的，所述步骤b)中去除步骤a)得到的混合物具体为将所述复合物与水混合，使步骤a)得到的混合物溶解。优选的，所述步骤b)中去除溶剂具体为在0 8°C下，利用真空泵将溶剂升华。从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种组织工程支架材料的制备方法， 该方法将蔗糖纤维与粒子混合，得到混合物；然后将混合物与可降解聚合物、溶剂混合，然 后冷冻，得到复合物，将所述复合物去除溶剂和混合物，得到组织工程支架材料。本发明引 入纤维与粒子联合致孔法，将蔗糖纤维和粒子作为致孔剂。与现有技术中粒子致孔法相比， 由于纤维之间的连接更加广泛，形成的孔隙之间连通性有很大的提高，孔隙率得到提高，闭 孔率较低。实验结果表明，本发明采用纤维与粒子联合致孔法的组织工程支架材料的压缩 强度为0. 3 0. 32MPa，该强度满足组织工程支架用材料的要求。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，下面将对实施例或现 有技术描述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为本发明实施例1制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片；图2为本发明实施例2制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片；图3为本发明比较例1制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片；图4为本发明比较例2制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片；图5为本发明比较例3制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片。

本发明步骤a)中，所述蔗糖纤维优选按照如下方法制备将蔗糖进行纺丝，得到蔗糖纤维；将所述蔗糖纤维剪切。上述纺丝的方法优选为熔体纺丝法、溶液纺丝法、熔融纺丝法、静电纺丝法、旋碟 纺丝法或螺杆挤出法。所述将蔗糖纤维剪切，优选将所述蔗糖纤维剪切为长度为0.01 5mm,更优选为0. 01 3mm。所述蔗糖纤维的直径优选为50 μ m以下，更优选为10 50 μ m， 最优选为20 30μπι。所述粒子的粒径优选为ΙΟΟμπι 450μπι，更优选为200μπι 400 μ m,最优选为200 μ m 300 μ m。所述盐粒子优选为NaCl粒子。所述蔗糖纤维与粒子 的重量比为0.8 1.2 0. 8 1.2，更优选为0.9 1. 1 0. 9 1. 1，最优选为1 1。所述步骤b)中可降解聚合物优选为聚乳酸、聚乳酸衍生物、聚丙交酯-乙交酯、聚 丙交酯_乙交酯衍生物、聚乙醇酸和聚乙醇酸衍生物中的一种或几种，，本发明对所述物质 之间的比例无特别限制。所述溶剂优选为氯仿、1，4_二氧六环、四氢呋喃或丙酮。所述步骤 b)中冷冻温度优选为-10 -40°C，更优选为-15 -30°C，最优选为-20 -30°C。所述 步骤b)中所述可降解聚合物与所述溶剂的质量体积比为5% g/ml 10% g/ml，更优选为 5% g/ml。所述步骤b)中去除步骤a)得到的混合物具体为将所述复合物与水混合，使步骤a)得到的混合物溶解。所述步骤b)中去除溶剂具体为在0 8°C下，利用真空泵将溶剂升华。本发明提供了一种组织工程支架材料的制备方法，该方法将蔗糖纤维与粒子混 合，得到混合物；然后将混合物与可降解聚合物和溶剂混合，然后冷冻，去除溶剂和混合物， 得到组织工程支架材料。本发明引入纤维与粒子联合致孔法，将蔗糖纤维和粒子作为致孔 剂。与现有技术中粒子致孔法相比，由于纤维之间的连接更加广泛，形成的孔隙之间连通性 有很大的提高，孔隙率得到提高，闭孔率较低。实验结果表明，本发明采用纤维与粒子联合 致孔法的组织工程支架材料的压缩强度为0. 3106 士 0. 03478MPa，该强度满足组织工程支架 用材料的要求。为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行 描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权 利要求的限制。实施例1利用旋碟纺丝法将蔗糖制成直径为50 μ m的蔗糖纤维，提供粒径为300 μ m的蔗糖 粒子；将聚丙交酯-乙交酯(PLGA)按5% g/ml的质量体积比溶于丙酮中，磁力搅拌，得 到聚丙交酯_乙交酯溶液；将所述蔗糖纤维剪碎，按重量比为1 1的比例与所述蔗糖粒子混合，然后与所 述聚丙交酯-乙交酯溶液混合，所述PLGA与蔗糖纤维、粒子的重量比为1 2 2，搅拌均 勻，置于-20°C冷冻，然后在4°C冰柜中用真空泵使丙酮升华，得到复合物，将所得复合物置 入蒸馏水中，并不断更换蒸馏水，使蔗糖纤维和蔗糖粒子溶解，干燥后得到组织工程支架材 料。本实施例制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片如图1所示。将本实施例制备的组织工程支架材料切割为5mmX5mmX5mm，测试压缩强度，其压缩强度如表1所示。实施例2利用旋碟纺丝法将蔗糖制成直径为50 μ m的蔗糖纤维，提供粒径为250 μ m的蔗糖 粒子；将聚丙交酯-乙交酯(PLGA)按5% g/ml的质量体积比溶于丙酮中，磁力搅拌，得 到聚丙交酯_乙交酯溶液；将所述蔗糖纤维剪碎，按重量比为1 1的比例与所述蔗糖粒子混合，然后与所 述聚丙交酯-乙交酯溶液混合，所述PLGA与蔗糖纤维、粒子的重量比为1 4 4，搅拌均 勻，置于-20°C冷冻，然后在4°C冰柜中用真空泵使丙酮升华，得到复合物，将所得复合物置 入蒸馏水中，并不断更换蒸馏水，使蔗糖纤维和蔗糖粒子溶解，干燥后得到组织工程支架材 料。本实施例制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片如图2所示。将本实施例制备的组 织工程支架材料切割为5mmX5mmX5mm，测试压缩强度，其压缩强度如表1所示。实施例3利用旋碟纺丝法将蔗糖制成直径为50 μ m的蔗糖纤维，提供粒径为250 μ m的蔗糖 粒子；将聚丙交酯-乙交酯(PLGA)按5% g/ml的质量体积比溶于丙酮中，磁力搅拌，得 到聚丙交酯_乙交酯溶液；将所述蔗糖纤维剪碎，按重量比为3 5的比例与所述蔗糖粒子混合，然后与所 述聚丙交酯-乙交酯溶液混合，所述PLGA与蔗糖纤维、粒子的重量比为1 3 5，搅拌均 勻，置于-20°C冷冻，然后在4°C冰柜中用真空泵使丙酮升华，得到复合物，将所得复合物置 入蒸馏水中，并不断更换蒸馏水，使蔗糖纤维和蔗糖粒子溶解，干燥后得到组织工程支架材 料。比较例1步骤a)将聚乳酸(PLA)按10% g/ml的质量体积比溶于溶剂氯仿，磁力搅拌均勻；步骤b)将步骤a)得到的产物置于_20°C冷冻，然后在4°C冰柜中用真空泵使溶剂 升华，得到组织工程支架材料。本比较例制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片如图3 所示。将本比较例制备的组织工程支架材料切割为5mmX5mmX5mm，测试压缩强度，其压缩 强度如表1所示。比较例2利用旋碟纺丝法将蔗糖制成直径为50 μ m的蔗糖纤维；将聚丙交酯-乙交酯(PLGA)按5% g/ml质量体积比溶于1，4_ 二氧六环中，磁力 搅拌均勻，得到聚丙交酯_乙交酯溶液；将蔗糖纤维剪碎，与所述聚丙交酯_乙交酯溶液混合，所述PLGA与蔗糖纤维重量 比为1 2，搅拌均勻，置于-20°C冷冻，然后在4°C冰柜中用真空泵使溶剂升华，得到复合 物，将所得复合物置入蒸馏水中，并不断更换蒸馏水，使蔗糖纤维融掉，干燥后得到组 织工程支架材料。本比较例制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片如图4所示。将本比较例制备 的组织工程支架材料切割为5mmX5mmX5mm，测试压缩强度，其压缩强度如表1所示。
比较例3提供粒径为300 μ m的NaCl粒子；将聚丙交酯-乙交酯(PLGA)按5% g/ml质量体积比溶于溶剂四氢呋喃中，磁力搅 拌均勻，得到聚丙交酯_乙交酯溶液；将NaCl粒子与所述聚丙交酯-乙交酯溶液混合；所述PLGA与NaCl粒子的重量比 为1 4，磁力搅拌均勻，置于-20°C冷冻，然后在4°C冰柜中用真空泵使溶剂升华，得到复合 物；将所得复合物置入蒸馏水中，并不断更换蒸馏水，使盐粒子融掉，干燥后得到组织 工程支架材料。本比较例制备的组织工程支架材料的扫描电镜图片如图5所示。将本比较例制备 的组织工程支架材料切割为5mmX5mmX5mm，测试压缩强度，其压缩强度如表1所示。表1本发明制备的组织工程支架材料的压缩强度
重量比压缩强度(MPa)实施例1PLGA 纤维粒子=1:2:20. 3106±0. 03478实施例2PLGA 纤维粒子=1:4:4比较例1PLA0. 40077 + 0. 02759比较例2PLGA 纤维=1 20. 14952 + 0. 01704比较例3PLGA 粒子=1 40. 29904±0. 02547从上述实施例可以看出，本发明由于纤维之间的连接更加广泛，形成的孔隙之间 连通性有很大的提高，孔隙率得到提高，闭孔率较低。实验结果表明，本发明采用纤维与粒 子联合致孔法的组织工程支架材料的压缩强度为0. 3 0. 32MPa，该强度满足组织工程支 架用材料的要求。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。


本发明实施例公开了一种组织工程支架材料的制备方法，该方法将蔗糖纤维与粒子混合，得到混合物；然后将混合物与可降解聚合物、溶剂混合，然后冷冻，得到复合物，将所述复合物去除溶剂和混合物，得到组织工程支架材料。本发明引入纤维与粒子联合致孔法，将蔗糖纤维和粒子作为致孔剂。与现有技术中粒子致孔法相比，由于纤维之间的连接更加广泛，形成的孔隙之间连通性有很大的提高，孔隙率得到提高，闭孔率较低。实验结果表明，本发明采用纤维与粒子联合致孔法的组织工程支架材料的压缩强度为0.3～0.32MPa，该强度满足组织工程支架用材料的要求。