多种软骨修复支架纳米材料的制备方法

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纳米复合软骨组织工程三维支架的的制备及其评价

华中科技大学硕士学位论文纳米复合软骨组织工程三维支架的的制备及其评价姓名：***申请学位级别：硕士专业：生物医学工程指导教师：***20061102华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTIntroduction: Comparing with hydroxyapatite (HA), nano-hydroxyapatite has received much more attention due to its excellent biocompatibility. Recent research suggested that the composition, size and morphology of nano-HA resembled natural apatite crystals in bone minerals. There is much increase in protein adsorption and osteoblast adhesion and osteoconductivity on the nano-ceramic materials compared to micro-ceramic materials. In this study, Porous scaffolds which were made of high molecular poly (D, L-lactide) (PDLLA) / hydroxyapatite nanocrystals (nano-HA) were fabricated through solvent-casting and particulate-leaching technique. The morphologies, mechanical properties, biodegradability and biocompatibility of the scaffolds were investigated. Then, 3D dummy human data, CAD and RP technique were combined to construct 3D tissue engineering scaffold. New method to fabricate 3D tissue engineering scaffold was searched. Materials and Methods: Six groups of scaffold were fabricated by using a solvent casting / particulate leaching technique, with PDLLA, micro-HA/PDLLA, and nano-HA/ PDLLA (nano-HA: PDLLA weight ratio 1:9, 1:4, 2:3, 1:1). The phase and morphology of the scaffolds were investigated by using SEM. Cells proliferation was evaluated quantitatively by MTT assay. The interaction between scaffolds and cells were observed by HR-SEM. Results and Discussion: The results showed that nano-HA nanocrystals formed homogeneous dispersion in the PDLLA matrix. The porosity of scaffolds was up to 90%, and macropores and micropores coexisted and interconnected throughout the scaffolds. The tensile modulus for nanocomposites increases with nano-HA loading. The good mechanical properties for nano-HA composites may be due to the homogeneous dispersion of HA nanocrystals in the PDLLA matrix as well as the good interfacial adhesion. Cells grew well after cultured in the scaffold for five days. The morphology of the cells in the last group (nano-HA: PDLLA (w/w) =1:1) was better than others. 3D human data was used to reconstruct 3D cartilage tissue model, 3D scaffold was fabricated with two methods: silica rubber mould were prepared by using SLS RP technique frist, then the scaffold was fabricated by traditional method; after designed reasonable structure, 3D scaffold was constructed by SLS technique.Conclusion: In the study, we fabricated a nanocomposite porous scaffold, and this kind of scaffold showed outstanding biocompatibility and other biological properties. Tissue engineering scaffold could be constructed exactly, rapidly and conveniently by using RP technique. In conclusion, nano-HA/PDLLA porous scaffold and RP technique have a promising application in cartilage tissue engineering.Keywords: Cartilage Tissue Engineering Composite scaffold, Biocompatibility,3D scaffold construction, RP technique独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

纳米骨架材料的制备和性能研究

纳米骨架材料的制备和性能研究随着纳米技术的逐渐成熟，纳米材料已经引起了越来越多的关注。

纳米骨架材料作为一种特殊的纳米材料，具有高性能、高稳定性、高可靠性等优点，在材料科学、化学、物理、生物等领域得到广泛应用。

在本文中，我们将探讨纳米骨架材料的制备和性能研究。

一、纳米骨架材料的制备纳米骨架材料的制备主要有两种方法，一种是“自下而上”法，即通过控制小分子的聚集来制备纳米骨架材料；另一种是“自上而下”法，即通过纳米压印、电化学沉积等手段从大分子中制备纳米骨架材料。

1. "自下而上"法"自下而上"法包括溶胶凝胶法、水热法、微乳法、有机-无机杂化法等。

（1）溶胶凝胶法该方法将溶胶和凝胶剂混合，形成纳米颗粒，然后通过热处理使其形成纳米骨架材料。

（2）水热法该方法以溶液状态存在的离子或化合物，通过水热反应，制备纳米骨架材料。

（3）微乳法该方法将水和有机溶剂形成微乳液，然后将化学品加入微乳液中，在高温下，形成纳米骨架材料。

（4）有机-无机杂化法该方法以半导体分子为基础，通过不同的有机分子功能化，形成纳米骨架材料。

2. "自上而下"法"自上而下"法包括纳米压印法、细胞培养法、电化学沉积法等。

（1）纳米压印法该方法利用纳米图形模板，在大分子上进行纳米压印，制备纳米骨架材料。

（2）细胞培养法该方法通过培养生物细胞，利用其自身特性，制备纳米骨架材料。

（3）电化学沉积法该方法利用电化学反应，在电极表面沉积纳米材料，并形成纳米骨架材料。

二、纳米骨架材料的性能研究纳米骨架材料具有以下优异性能：1. 高比表面积和孔隙率纳米骨架材料的小尺寸和超大比表面积导致了其高比表面积和孔隙率的特性，这个特性使得其在催化、吸附、分离等领域得到广泛的应用。

2. 良好的光学响应性能纳米骨架材料的小尺寸和表面增强效应，使其呈现出优异的光学性质，如表面增强拉曼散射（SERS）效应，这种性质可以用于检测药物、环境污染和生物样品等领域。

一种修复关节软骨损伤的凝胶支架的制备方法[发明专利]

专利名称：一种修复关节软骨损伤的凝胶支架的制备方法专利类型：发明专利
发明人：王雅
申请号：CN201610577602.2
申请日：20160721
公开号：CN106075574A
公开日：
20161109
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种修复关节软骨损伤的凝胶支架的制备方法，包括以下步骤：S1：准备重量份为5‑8份的透明质酸钠和20‑25份的去离子水，将透明质酸钠和去离子水混合，在10‑15℃下反应11‑14h，制得透明质酸钠溶液；S2：准备重量份为6‑9份的PLGA纳米颗粒和4‑7份的偶氮二异丁脒盐酸盐，将PLGA纳米颗粒加入透明质酸钠溶液中，在15‑20℃下反应10‑15min，然后加入偶氮二异丁脒盐酸盐，在20‑25℃下反应20‑30min，制得透明质酸钠凝胶复合物溶液；S3：将透明质酸钠凝胶复合物溶液注入至待修复关节软骨损伤处，然后经紫外点光源照射，得到修复关节软骨损伤的凝胶支架。

本发明能够高效快速的制备复关节软骨损伤的凝胶支架，方法简单，使用方便，成本低。

申请人：王雅
地址：323699 浙江省丽水市云和县云和镇河上村金河8号
国籍：CN
代理机构：杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：朱琴琴
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一种促进软骨再生的多孔复合支架及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种促进软骨再生的多孔复合支架及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：郭瑞,刘玉,毛宇,蓝咏
申请号：CN201710952296.0
申请日：20171012
公开号：CN107789667A
公开日：
20180313
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种促进软骨再生的多孔复合支架，所述多孔复合支架的制备原料包含以下重量份的组分：葡聚糖100～400份，纳米微晶纤维素1～30份和氧化石墨烯3～21份。

本发明还公开了多孔复合支架的制备方法。

采用本发明的方法制备的多孔复合支架，包含Dex、CNCs、GO，其力学性能优良，吸水溶胀性好，孔径大小适合细胞粘附增殖生长，同时氧化石墨烯(GO)能诱导骨髓间质充干细胞分化成软骨细胞，葡聚糖提供了良好的细胞生存环境，结合三维多孔支架以及氧化石墨烯表面活性，能促进软骨更快速的再生，快速修复软骨损伤。

申请人：广州贝奥吉因生物科技有限公司
地址：510663 广东省广州市萝岗区高新技术产业开发区科学城掬泉路3号广州国际企业孵化器A 区A702
国籍：CN
代理机构：广州三环专利商标代理有限公司
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一种纳米骨组织支架材料的制备方法[发明专利]

专利名称：一种纳米骨组织支架材料的制备方法专利类型：发明专利
发明人：聂磊,武巧运,马爽,李培,董婧
申请号：CN201810380904.X
申请日：20180425
公开号：CN108553686A
公开日：
20180921
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种纳米骨组织支架材料的制备方法，属于生物医学材料技术领域，本发明先采用沉淀法制备双相磷钙纳米粉末，然后往壳聚糖溶液中加入明胶和双相磷钙纳米粉末，壳聚糖、明胶、双相磷钙纳米粉末质量比为(1～2):1:(0.5～4)，室温下搅拌20～40h后，再脱气处理，然后将得到的溶液倒入24孔板中循环冷冻解冻处理，最后干燥，即得。

与现有技术相比，本发明制备过程简单易操作，可以大规模制备，原材料成本较低，无污染，制得的骨支架拥有合适的降解速率，具有更好的生物活性，可以使细胞更好的附着，让其更好的增殖，能更好的应用于骨修复。

申请人：信阳师范学院
地址：464000 河南省信阳市南湖路237号
国籍：CN
代理机构：南京业腾知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：郑婷
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多种软骨修复支架纳米材料的制备方法
专利名称申请号申请人摘要
一种软骨修复支架材料的制备方法CN201
310690006.1李克尊本发明涉及组织工程支架技术领域，尤其是涉及一种软骨修复支
架材料的制备方法，首先通过静电纺丝制备含有羟基磷灰石的壳
聚糖纳米纤维，然后使用透明质酸封装，通过冻干的实验方法，
制备的软骨修复支架材料。

本发明的一种软骨修复支架材料的制
备方法，得到的软骨修复支架材料具有较大的比表面积，有利于软骨细胞的生长和增殖，羟基磷灰石作为人体骨中的主要成分，
为软骨细胞的生长提供的大量的必要原料，透明质酸是软骨液的
主要成分，有利于给予软骨细胞一个良好的生长环境，同时透明
质酸可以与壳聚糖复合，将纳米羟基磷灰石封装在壳聚糖纤维中，
形成一种羟基磷灰石的缓释体系，生长因子可以促进软骨细胞快
速增殖。

硫酸软骨素基纳米纤维无纺布及其制备方法和医用用途CN201
310142588.X 常州大
学
本发明涉及一种硫酸软骨素基纳米纤维无纺布及制备方法和医用
用途。

该纳米纤维无纺布包括硫酸软骨素和合成高分子，主要是
利用静电纺丝技术将硫酸软骨素和合成高分子的混合溶液加工成
纳米纤维，在静电纺丝过程中，随着溶剂的挥发，溶液产生分相，形成核壳结构纳米纤维。

得到的硫酸软骨素基纳米纤维无纺布具有均一性好、孔隙率高、透气性好、生物相容性好的特性，该硫酸软骨素基纳米纤维无纺布在制备过程中，采用的溶剂均为水，
无有机溶剂残留；这种硫酸软骨素基纳米纤维无纺布能用作创伤
敷料和伤口包敷材料，具有止痛、抗炎、加速伤口愈合的作用；
同时，硫酸软骨素基纳米纤维无纺布在敷料方面的应用，拓宽了
硫酸软骨素的应用范围。

一种以取向纳
米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料及其制备方法CN201
51054
5411.3
中原工学院本发明涉及一种以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料及
其制备方法。

通过静电纺丝技术制备含有石墨烯的取向纳米纤维
毡为骨架，浇注含有丝素、透明质酸、硫酸软骨素、羟基磷灰石
粒子的混合溶液，并通过交联技术和冷冻干燥制备而成。

具体制
备方法为：配制含有石墨烯的丝素/透明质酸的混合溶液作为纺丝溶液，并通过静电纺丝得到取向的纳米纤维毡作为骨架，经戊二醛蒸汽交联稳定后；浇注丝素、透明质酸、硫酸软骨素、羟基磷灰石粒子混合溶液，然后利用交联剂在-20℃-?-40℃进行交联反应，并在-54℃条件下冷冻干燥制备而成。

本发明制得的以取向纳
米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料在成分和结构上仿生天然
骨，具有很好的力学性能、合理的孔隙率以及良好的生物相容性
和生物活性，可以作为软骨组织的修复或替代材料，具有广阔的
应用前景。

一种基于自体
细胞的人工关
节软骨及其制
备方法CN200910040113.3广州迈普再生医学科技有限
公司本发明提供了一种基于自体细胞的人工关节软骨及其制备方法。

所述人工关节软骨包括纳米仿生支架和附着于其上的水溶胶，所
述水溶胶内包覆有一种或几种细胞因子。

本发明还提供了所述人工关节软骨的制备方法，包括以下步骤：制备电纺溶液、含有细胞因子水溶胶溶液和交联剂溶液；用所述交联剂溶液接收静电纺丝制得纳米仿生支架；用喷墨打印机将含有细胞因子的水溶胶溶液打印到所述纳米仿生支架上，水溶胶固化后即得。

本发明采用
的三维支架具有理想的降解速度，在关节软骨层再生后降解，能
够满足临床实际应用的需要，可完全降解，而且三维支架有良好
的耐磨性，润滑性，在关节软骨层再生之前可以代替软骨的功能。

一种组织工程
骨软骨复合支
架及其制备方
法CN201510920161.7西南交通大学本发明公开了一种组织工程骨软骨复合支架及其制备方法，属于
生物材料技术领域。

该支架为多层一体化结构，由软骨组织支架
层、软骨组织钙化层、多孔的细胞隔断膜和骨组织支架层构成。

软骨组织支架层接种软骨细胞并引入促进成软骨的生长因子，促进软骨细胞的生长；选用生物相容性好且可降解的硫酸肝素蛋白聚糖等主要原料，采用交联反应、冷冻干燥、定向造孔、多层复
合、完全一体化等方法获得力学性能良好的功能化多层一体化组
织工程骨软骨复合支架。

本发明采用微纳米羟基磷灰石晶体和可
降解的非化学计量的聚乙二醇/聚ε-己内酯纳米同轴短纤维以及接
枝了RGD 的硫酸肝素蛋白聚糖/氧化海藻酸钠与N-琥珀酰壳聚糖
进行复合，主要用于关节软骨及软骨下骨全层缺损的修复。

来源：永康乐业。