專利名稱：嵌入式分級釋藥三維支架及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組織工程領(lǐng)域一種三維人工骨支架及其制備方法，特別涉及一種嵌入式分級釋藥可降解三維支架及其制備方法。
背景技術(shù)：
骨的缺損修復(fù)，特別是大段骨修復(fù)一直以來就是臨床醫(yī)學(xué)的棘手問題和組織工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，體內(nèi)移植是常用的骨修復(fù)方法，主要有自體骨移植，但材料有限， 來源受限；同種異體骨移植，不僅材料來源有限且有高感染的風(fēng)險(xiǎn)。因此，人工骨支架引起了組織工程領(lǐng)域相關(guān)研究人員的廣泛關(guān)注，并開始設(shè)計(jì)、制備和應(yīng)用人工骨作為組織培養(yǎng)的三維支撐用于組織修復(fù)。為避免二次手術(shù)，一般選擇生物相容性好的可生物降解材料制備支架。常見的可降解材料有兩大類有機(jī)可生物降解材料，如聚乳酸PLA、乳酸-羥基乙酸PLGA等；無機(jī)可生物降解材料，如羥基磷灰石、磷酸鈣等。其中，有機(jī)可生物降解材料與機(jī)體的接觸面相容性差，植入材料的水解產(chǎn)物呈酸性，易引起局部炎癥反應(yīng)，抑制組織新生。無機(jī)可生物降解材料的親水性好，其水解產(chǎn)物易溶于體液，不會引起炎癥反應(yīng)。因此，實(shí)驗(yàn)室常選用無機(jī)可生物降解材料制備三維支架。磷酸鈣是種常見的無機(jī)可生物降解材料，化學(xué)組分與骨的無機(jī)鹽的主要成分一致，生物相容性和骨傳導(dǎo)性好，材料表面的親水性比有機(jī)可生物降解材料好，有利于細(xì)胞的粘附并刺激細(xì)胞的增殖。磷酸鈣的水解產(chǎn)物是易溶于體液的磷酸根離子和鈣離子，不會引起炎癥反應(yīng)。骨修復(fù)重建開始于支架植入后的干細(xì)胞募集和增殖；接著，干細(xì)胞在體內(nèi)生物信號因子的刺激下分化為成骨和造血細(xì)胞；大量骨細(xì)胞的沉積，造血細(xì)胞侵入三維支架內(nèi)部形成毛細(xì)管。其中，血管侵入三維支架是骨修復(fù)成功的標(biāo)志。骨組織再生過程中，需要生物信號因子刺激細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞分化。通常，機(jī)體缺損部位的生物信號因子在體液中的濃度過低，不能滿足重建過程的對藥物濃度的要求。因此，需施用體外藥物因子，輔助治療。常見的口服施藥、靜脈注射施藥需大劑量的藥物才能滿足修復(fù)所需，藥物隨體液和血液的循環(huán)到達(dá)體內(nèi)其他組織器官，大量使用這類藥物通常會產(chǎn)生毒副作用。因此，常見的施藥方法藥物有效利用利率低，費(fèi)用高且有毒副作用。藥物釋放載體是以靶向施藥為目的，最大化藥物的生物利用率，優(yōu)化藥物的療效，降低藥物對生物體的毒副作用。早在十九世紀(jì)五六十年代，就有研究人員將藥物釋放應(yīng)用于骨缺損修復(fù)重建，通過靶向施藥獲得有效的藥物濃度以維持正常組織修復(fù)對藥物劑量的要求，減少藥物浪費(fèi)并降低生物體的毒副作用。三維支架中常見的載藥方式有(1)均勻混合型基底材料與藥物均勻混合后成形支架。(2)滴加吸附型將均勻混合藥物的溶劑，以滴加吸附的方式載入支架，藥物幾種分布在支架表面。(3)浸泡型將支架浸泡在均勻混合藥物的溶劑中，使藥物隨著溶劑滲透進(jìn)支架內(nèi)部，等。均勻混合型載藥，支架載藥種類單一，藥物分布不均勻且無法實(shí)現(xiàn)藥物的梯度載入和分布。浸泡型或滴加吸附型載藥，支架植入初期的藥物突釋現(xiàn)象會損失大量藥物，剩余藥物劑量不能維持后續(xù)修復(fù)的正常進(jìn)行。骨缺損修復(fù)的常用藥物多屬多肽蛋白類和氨族化合物，在酸堿、高溫和強(qiáng)光環(huán)境中易分解，需在低溫避光的環(huán)境中存儲和操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種嵌入式分級釋藥三維支架及其制備方法。該分級釋藥三維支架為細(xì)胞的粘附、增殖和分化提供場所，最重要是靶向分級釋放藥物。通過控制支架的降解和支架的載藥量，使藥物隨支架的降解而擴(kuò)散、溶解和釋放，為骨修復(fù)各個(gè)階段提供有效的藥物濃度，提高藥物的有效利用率，降低藥物對生物體的
毒副作用。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是設(shè)計(jì)一種嵌入式分級釋藥三維支架結(jié)構(gòu)，并使用低溫干燥法成形了嵌入式支架將混藥磷酸鈣漿料注入模型中，依次、分步驟低溫干燥成形嵌入式的載藥支架。其中，成形各層支架時(shí)注入的漿料濃度不同，制得了濃度梯度的支架；各層支架的漿料中均勻混合藥物，形成藥物的梯度分布。本發(fā)明包括兩個(gè)部分嵌入式分級釋藥可降解三維支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和支架的制備。支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)思方法為使用固含量高的漿料包裹低固含量漿料冷凍成形的支架內(nèi)層，二次低溫干燥，形成嵌入式雙層結(jié)構(gòu)的支架。支架結(jié)構(gòu)分布如附圖1所示，內(nèi)層漿料的固含量低于外層漿料的固含量，因此冷凍干燥后支架內(nèi)層的孔隙率高于支架外層的孔隙率，均勻載入支架內(nèi)層的藥物劑量比外層藥物劑量高，實(shí)現(xiàn)單一體系中支架微觀結(jié)構(gòu)和藥物濃度在徑向梯度分布，得到嵌入式兩級載藥三維支架。本發(fā)明的嵌入式分級釋藥仿生支架結(jié)構(gòu)易擴(kuò)展為多級嵌入式載藥支架，如附圖2所示的三級嵌入式支架結(jié)構(gòu)分布圖。本發(fā)明中使用的模具(附圖3 小尺寸輪廓負(fù)型和附圖4 大尺寸輪廓負(fù)型)，應(yīng)用該嵌入式思想得到支架的物理模型(附圖5)小尺寸負(fù)型的弧壁輪廓嵌入大尺寸輪廓負(fù)型中，兩種負(fù)型分別成形的支架是直徑高度不同的一大一下兩個(gè)圓柱體。制備支架的磷酸鈣漿料的實(shí)驗(yàn)室配制方法首先，研磨機(jī)研磨磷酸鈣；接著，研磨的材料過篩獲得磷酸鈣粉末；最后，將粉末與蒸餾水均勻混合制得磷酸鈣漿料。本發(fā)明中內(nèi)層支架漿料中的磷酸鈣含量是10%士0. 5%，余量為蒸餾水；外層支架漿料的磷酸鈣含量是 20%士0. 5%，余量為蒸餾水。支架制備前，將藥物分別均勻混入漿料中，即得到混藥的磷酸鈣基漿料。支架的制備分三個(gè)階段第一階段，成形嵌入式分級釋藥三維支架的內(nèi)層均勻載藥形坯。首先，將藥物Dl均勻混入磷酸鈣含量10%士0. 5%的漿料中，將混藥漿料注入小尺寸負(fù)型；接著，在-10°C 士0.5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0. 后除模，得到均勻載入藥物Dl的支架內(nèi)層形坯(附圖6)。第二階段，成形嵌入式分級釋藥三維支架的外層包裹形坯。首先，將第一階段中的內(nèi)層載藥支架形坯放入大尺寸負(fù)型中(附圖7);接著將均勻混合藥物D2的漿料注入負(fù)型中，藥物D2與藥物Dl的種類不同，漿料中磷酸鈣含量是 20%士0. 5% ；-IO0C 士0. 5°C真空環(huán)境中除泡，接著在_20°C 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍12h士0. 5h 后去除模，得到均勻載有藥物Dl和藥物D2的嵌入式釋藥三維支架形坯。第三階段，將嵌入式兩級釋藥三維支架形坯放入_30°C 士0. 5°C真空環(huán)境中，徹底干燥3 士0. 5h，得到嵌入式兩級釋藥可生物降解的磷酸鈣基三維支架(圖8)。藥物的擴(kuò)散、溶解和釋放受支架降解速率，內(nèi)部微觀形貌和載藥濃度等因素影響。支架內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)主要受基底漿料固含量和預(yù)冷凍溫度兩方面的影響，高固含量漿料成形的支架孔隙率低于低固含量漿料成形的支架。高預(yù)凍溫度冷凍成形的支架，其內(nèi)部孔徑大于低預(yù)凍溫度冷凍成形支架內(nèi)部孔徑。支架的降解速率與基底漿料固含量有關(guān)，不同固含量漿料成形的支架其降解速率不同。因此，本發(fā)明中制備的嵌入式分級結(jié)構(gòu)釋藥三維支架 通過控制支架制備的工藝參數(shù)，基底漿料固含量和支架層與層之間藥物的載入量，控制三維載藥支架分級釋放藥物。根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種嵌入式分級釋藥三維支架，由內(nèi)層形坯(1)和外層的包裹形坯(2)構(gòu)成，其特征在
于
1)、內(nèi)層形坯(1)為均勻混入藥物Dl的磷酸鈣形坯，該形坯制備用的漿料磷酸鈣的含量是10%士0. 5%，藥物Dl的含量為0. 0017，余量為蒸餾水；
2)、外層包裹形坯(2)為均勻混入藥物D2的磷酸鈣形坯，其中藥物D2是與藥物Dl 不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是20%士0. 5%，藥物D2的含量為 0. 0085，余量為蒸餾水；
3)、所述藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本的質(zhì)量g。一種嵌入式分級釋藥三維支架，由內(nèi)層形坯(1)，中層的包裹形坯(3)和外層形坯 (2)構(gòu)成，其特征在于
1)、內(nèi)層形坯(1)為均勻混入藥物Dl的磷酸鈣形坯，該形坯制備用的漿料磷酸鈣的含量是10%士0. 5%，藥物Dl的含量為0. 0020，余量為蒸餾水；
2)、中層形坯(3)為均勻混入藥物D2的磷酸鈣形坯，藥物D2是與藥物Dl不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是20%士0. 5%，藥物D2的含量為0. 0017，余量為蒸餾水；
3)、外層包裹形坯(2)為均勻混入藥物D3的磷酸鈣形坯，其中藥物D3是與藥物Dl和藥物D2不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是30%士0. 5%，藥物D3的含量為0. 0085，余量為蒸餾水；
4)、所述藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本的質(zhì)量g。一種嵌入式分級釋藥三維支架的制備方法，用于制備由內(nèi)層形坯和外層包裹形坯構(gòu)成的支架，其特征在于制備工藝步驟如下
1)、內(nèi)層形坯(1)的冷凍成形首先將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料；磷酸鈣10%士0. 5%，藥物Dl含量為0. 0017，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；接著把該漿料注入小尺寸負(fù)型，真空靜置除泡；將負(fù)型放入-io°c 士0.5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0. 后去除負(fù)型輪廓，得到載有藥物 Dl的支架內(nèi)層形坯(1)，置于低溫環(huán)境保存；
2)、外層包裹形坯(2)的冷凍成形將步驟1)中得到的支架內(nèi)層形坯(1)嵌入大負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料磷酸鈣20%士0. 5%，藥物D2含量0. 0085，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/ 生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D2的磷酸鈣漿料注入大負(fù)型，-IO0C 士0. 5°C的真空靜置除泡；然后將負(fù)型放入-20°C 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0. 5h后去除負(fù)型輪廓，形成支架外層包裹形坯(2)，得到嵌入式兩層結(jié)構(gòu)的釋藥三維支架形坯；3)、真空冷凍干燥制得嵌入式兩級釋藥支架將步驟2)中得到的兩層載藥支架形坯放入冷凍干燥機(jī)，在-30°C 士0. 5°C的真空環(huán)境中冷凍干燥3 士0. 5h，得到嵌入式兩級釋藥磷酸鈣基的可生物降解三維支架。一種嵌入式分級釋藥三維支架及其制備方法，用于制備由內(nèi)層、中層和外層構(gòu)成的支架，其特征在于制備工藝步驟如下
1)、內(nèi)層形坯(1)的冷凍成形首先將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料磷酸鈣10%士0. 5%，藥物Dl含量0. 0020,余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；接著把漿料注入小尺寸負(fù)型，真空靜置除泡；將負(fù)型放入-io°c 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，得到載有藥物Dl 的支架內(nèi)層形坯SD1，置于低溫環(huán)境保存；
2)、中層形坯(3)的冷凍成形將步驟1)中得到的內(nèi)層形坯(1)嵌入大負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物D2的磷酸鈣漿料 磷酸鈣20%士0. 5%，藥物D2含量0. 0017，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D2的磷酸鈣基漿料注入負(fù)型，-IO0C 士0. 5°C的真空靜置除泡； 然后將負(fù)型放入-20°C 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，形成包裹支架內(nèi)層形坯的中層形坯(3);
3)、外層包裹形坯(2)的冷凍成形將步驟2)中得到的包裹內(nèi)層形坯(1)的中層形坯(3)嵌入負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物D3的磷酸鈣漿料磷酸鈣30%士0. 5%，藥物D3含量0. 0085，余量為蒸餾水， 藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D3的磷酸鈣基漿料注入大負(fù)型，-IO0C 士 0.5°C的真空靜置除泡；然后將負(fù)型放入-20°C 士 0.5°C環(huán)境中預(yù)冷凍 1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，形成支架的外層包裹形坯(2)，得到嵌入式三層結(jié)構(gòu)的釋藥三維支架形坯；
4)、真空冷凍干燥制得嵌入式兩級釋藥支架將步驟3)中得到的三層載藥支架形坯放入冷凍干燥機(jī)，在_30°C 士0. 5°C的真空環(huán)境中冷凍干燥4 士0.證，得到嵌入式兩級釋藥磷酸鈣基的可生物降解三維支架。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有如下顯而易見的突出的特點(diǎn)和顯著優(yōu)勢內(nèi)層漿料的固含量小于外層漿料的固含量，相鄰兩層支架形坯的基底漿料存在一個(gè)固含量差，分步驟成形嵌入式分級釋藥三維支架的內(nèi)層和外層包裹，固含量不同的漿料中均勻混入不同種類的藥物。冷凍干燥制得的嵌入式兩級釋藥仿生支架的結(jié)構(gòu)(附圖1)，是本發(fā)明的突出特點(diǎn)，應(yīng)用該思想，在此基礎(chǔ)上可以擴(kuò)展本結(jié)構(gòu)得到嵌入式多層結(jié)構(gòu)的釋藥物支架(附圖2)。本發(fā)明中分階段注入均勻混合藥物的漿料，各個(gè)階段混合的藥物種類不同或能夠?qū)崿F(xiàn)同種藥物的濃度梯度載入，通過調(diào)整漿料濃度和預(yù)冷凍溫度，控制支架內(nèi)部形態(tài)和支架降解速率。該嵌入式分級結(jié)構(gòu)釋藥三維支架有以下特征(1)支架基質(zhì)漿料濃度上的梯度分布，沿徑向支架內(nèi)層疏松外層密實(shí)；(2)載入同種藥物，內(nèi)層藥物濃度高于外層藥物濃度，實(shí)現(xiàn)藥物濃度的梯度分布；(3)同一支架中同時(shí)載入多種藥物，實(shí)現(xiàn)藥物種類的梯度分布。該嵌入式分級結(jié)構(gòu)釋藥三維支架能夠滿足骨修復(fù)各個(gè)階段對藥物種類和劑量的需求， 且通過調(diào)整基底漿料的配比能夠成形仿生物骨結(jié)構(gòu)的多孔支架，實(shí)現(xiàn)調(diào)控支架降解速率和藥物釋放。


圖1為本發(fā)明的嵌入式兩級釋藥支架的徑向結(jié)構(gòu)分布圖； 圖2為本發(fā)明的嵌入式多級釋藥支架的徑向結(jié)構(gòu)分布圖3為本發(fā)明中使用的小尺寸負(fù)型外形輪廓模具； 圖4為本發(fā)明中使用的大尺寸負(fù)型外形輪廓模具； 圖5為本發(fā)明的嵌入式分級釋藥支架結(jié)構(gòu)物理模型； 圖6為本發(fā)明方法利用小尺寸負(fù)型制得的支架的內(nèi)層形坯； 圖7為本發(fā)明支架的內(nèi)層形坯放入大尺寸負(fù)型； 圖8為本發(fā)明方法制得的嵌入式兩級釋藥三維支架。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下
實(shí)施例一參見圖1，本嵌入式分級釋藥三維支架，由內(nèi)層形坯(1)和外層的包裹形坯 (2)構(gòu)成，其特征在于
1)、內(nèi)層形坯(1)為均勻混入藥物Dl的磷酸鈣形坯，該形坯制備用的漿料磷酸鈣的含量是10%士0. 5%，藥物Dl的含量為0. 0017，余量為蒸餾水；
2)、外層包裹形坯(2)為均勻混入藥物D2的磷酸鈣形坯，其中藥物D2是與藥物Dl 不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是20%士0. 5%，藥物D2的含量為 0. 0085，余量為蒸餾水；
3)、所述藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本的質(zhì)量g。本支架的制備工藝步驟如下
1)、內(nèi)層形坯(1)的冷凍成形首先將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料；磷酸鈣10%士0. 5%，藥物Dl含量為0. 0017，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；接著把該漿料注入小尺寸負(fù)型，真空靜置除泡；將負(fù)型放入-io°c 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，得到載有藥物 Dl的支架內(nèi)層形坯(1)，置于低溫環(huán)境保存；
2)、外層包裹形坯(2)的冷凍成形將步驟1)中得到的支架內(nèi)層形坯(1)嵌入大負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料磷酸鈣20%士0. 5%，藥物D2含量0. 0085，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/ 生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D2的磷酸鈣漿料注入大負(fù)型，-IO0C 士0. 5°C的真空靜置除泡；然后將負(fù)型放入-20°C 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0. 5h后去除負(fù)型輪廓，形成支架外層包裹形坯(2)，得到嵌入式兩層結(jié)構(gòu)的釋藥三維支架形坯；
3)、真空冷凍干燥制得嵌入式兩級釋藥支架將步驟2)中得到的兩層載藥支架形坯放入冷凍干燥機(jī)，在-30°C 士0. 5°C的真空環(huán)境中冷凍干燥3 士0. 5h，得到嵌入式兩級釋藥磷酸鈣基的可生物降解三維支架。實(shí)施例二 參見圖2，本嵌入式分級釋藥三維支架，由內(nèi)層形坯(1)，中層的包裹形坯(3)和外層形坯(2)構(gòu)成，其特征在于
1)、內(nèi)層形坯(1)為均勻混入藥物Dl的磷酸鈣形坯，該形坯制備用的漿料磷酸鈣的含量是10%士0. 5%，藥物Dl的含量為0. 0020，余量為蒸餾水；
2)、中層形坯(3)為均勻混入藥物D2的磷酸鈣形坯，藥物D2是與藥物Dl不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是20%士0. 5%，藥物D2的含量為0. 0017，余量為蒸餾水；
3)、外層包裹形坯(2)為均勻混入藥物D3的磷酸鈣形坯，其中藥物D3是與藥物Dl和藥物D2不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是30%士0. 5%，藥物D3的含量為0. 0085，余量為蒸餾水；
4)、所述藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本的質(zhì)量g。本支架的制備工藝步驟如下
1)、內(nèi)層形坯(1)的冷凍成形首先將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料磷酸鈣10%士0. 5%，藥物Dl含量0. 0020,余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；接著把漿料注入小尺寸負(fù)型，真空靜置除泡；將負(fù)型放入-io°c 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，得到載有藥物Dl 的支架內(nèi)層形坯SD1，置于低溫環(huán)境保存；
2)、中層形坯(3)的冷凍成形將步驟1)中得到的內(nèi)層形坯(1)嵌入大負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物D2的磷酸鈣漿料 磷酸鈣20%士0. 5%，藥物D2含量0. 0017，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D2的磷酸鈣基漿料注入負(fù)型，-IO0C 士0. 5°C的真空靜置除泡； 然后將負(fù)型放入-20°C 士 0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士 0.證后去除負(fù)型輪廓，形成包裹支架內(nèi)層形坯的中層形坯(3);
3)、外層包裹形坯(2)的冷凍成形將步驟2)中得到的包裹內(nèi)層形坯(1)的中層形坯(3)嵌入負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物D3的磷酸鈣漿料磷酸鈣30%士0. 5%，藥物D3含量0. 0085，余量為蒸餾水， 藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D3的磷酸鈣基漿料注入大負(fù)型，-IO0C 士0.5°C的真空靜置除泡；然后將負(fù)型放入-20°C 士0.5°C環(huán)境中預(yù)冷凍 1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，形成支架的外層包裹形坯(2)，得到嵌入式三層結(jié)構(gòu)的釋藥三維支架形坯；
4)、真空冷凍干燥制得嵌入式兩級釋藥支架將步驟3)中得到的三層載藥支架形坯放入冷凍干燥機(jī)，在-30°C 士0. 5°C的真空環(huán)境中冷凍干燥4 士0.證，得到嵌入式兩級釋藥磷酸鈣基的可生物降解三維支架。實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，藥物Dl為去鐵胺，藥物D2為小分子化合物0IC-006，本支架的制備工藝步驟如下
第一，使用小尺寸負(fù)型(圖3)成形載藥支架的內(nèi)層形坯SDl 首先，將促進(jìn)成骨的低氧模擬化合物去鐵胺(藥物Dl)與磷酸鈣含量為10%士0. 5%的漿料均勻混合得到內(nèi)層支架的漿料。接著，將內(nèi)層支架漿料注入小尺寸負(fù)型中，在-10°C 士0.5°C環(huán)境中預(yù)冷凍負(fù)型 Ia1 士0. 5h后除模，得到包封去鐵胺的支架內(nèi)層形坯SDl (圖6)；
第二，將在第一步中得到的支架內(nèi)層形坯SDl放入大尺寸負(fù)型(圖4)，將小分子化合物 0IC-006與磷酸鈣含量為20%士0. 5%的漿料混合均勻后，注入放有支架內(nèi)層形坯SDl的負(fù)型 (圖7)。經(jīng)-10°C 士0. 5°C低溫真空靜置消泡，-200C 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍負(fù)型12h士0. 5h后除模，成形了支架外層包裹形坯SD2，得到包封去鐵胺和0IC-006兩種藥物的兩級結(jié)構(gòu)支架形坯；
第三，將第二部中得到的兩級結(jié)構(gòu)支架形坯放入冷凍干燥機(jī)中，在-30°C 士0. 5°C的低溫真空環(huán)境中加熱3 !士0.證，使液相完全揮發(fā)徹底干燥支架，得到嵌入式兩級釋藥磷酸鈣基可生物降解三維支架(圖8)，支架內(nèi)層和外層中載入的藥物種類不同，形成同一支架中均勻載入不同種類藥物的載藥支架。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式分級釋藥三維支架，由內(nèi)層形坯(1)和外層的包裹形坯(2)構(gòu)成，其特征在于a.內(nèi)層形坯(1)為均勻混入藥物Dl的磷酸鈣形坯，該形坯制備用的漿料磷酸鈣的含量是10%士0. 5%，藥物Dl的含量為0. 0017，余量為蒸餾水；b.外層包裹形坯(2)為均勻混入藥物D2的磷酸鈣形坯，其中藥物D2是與藥物Dl不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是20%士0. 5%，藥物D2的含量為 0. 0085，余量為蒸餾水；c.所述藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本的質(zhì)量g。
2.一種嵌入式分級釋藥三維支架，由內(nèi)層形坯(1)，中層的包裹形坯(3)和外層形坯 (2)構(gòu)成，其特征在于a.內(nèi)層形坯(1)為均勻混入藥物Dl的磷酸鈣形坯，該形坯制備用的漿料磷酸鈣的含量是10%士0. 5%，藥物Dl的含量為0. 0020，余量為蒸餾水；b.中層形坯(3)為均勻混入藥物D2的磷酸鈣形坯，藥物D2是與藥物Dl不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是20%士0. 5%，藥物D2的含量為0. 0017，余量為蒸餾水；c.外層包裹形坯(2)為均勻混入藥物D3的磷酸鈣形坯，其中藥物D3是與藥物Dl和藥物D2不同種類的藥物，該形坯制備用的漿料是磷酸鈣的含量是30%士0. 5%，藥物D3的含量為0. 0085，余量為蒸餾水；d.所述藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本的質(zhì)量g。
3.一種嵌入式分級釋藥三維支架及其制備方法，用于制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式分級釋藥三維支架的制備工藝步驟如下a.內(nèi)層形坯(1)的冷凍成形首先將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料；磷酸鈣10%士0. 5%，藥物Dl含量為0. 0017，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；接著把該漿料注入小尺寸負(fù)型，真空靜置除泡；將負(fù)型放入-io°c 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，得到載有藥物 Dl的支架內(nèi)層形坯(1)，置于低溫環(huán)境保存；b.外層包裹形坯(2)的冷凍成形將步驟a中得到的支架內(nèi)層形坯(1)嵌入大負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料磷酸鈣20%士0. 5%，藥物D2含量0. 0085，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D2的磷酸鈣漿料注入大負(fù)型，-IO0C 士0. 5°C的真空靜置除泡；然后將負(fù)型放入-20°C 士0.5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，形成支架外層包裹形坯(2)，得到嵌入式兩層結(jié)構(gòu)的釋藥三維支架形坯；c.真空冷凍干燥制得嵌入式兩級釋藥支架將步驟b中得到的兩層載藥支架形坯放入冷凍干燥機(jī)，在-30°C 士0. 5°C的真空環(huán)境中冷凍干燥3 士0.證，得到嵌入式兩級釋藥磷酸鈣基的可生物降解三維支架。
4.一種嵌入式分級釋藥三維支架及其制備方法，用于制備根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式分級釋藥三維支架，其特征在于制備工藝步驟如下a.內(nèi)層形坯(1)的冷凍成形首先將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物Dl的磷酸鈣漿料磷酸鈣10%士0. 5%，藥物Dl含量0. 0020,余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；接著把漿料注入小尺寸負(fù)型，真空靜置除泡；將負(fù)型放入-io°c 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，得到載有藥物Dl 的支架內(nèi)層形坯SD1，置于低溫環(huán)境保存；b.中層形坯(3)的冷凍成形將步驟a中得到的內(nèi)層形坯(1)嵌入大負(fù)型輪廓內(nèi)腔中； 接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物D2的磷酸鈣漿料磷酸鈣20%士0. 5%，藥物D2含量0. 0017，余量為蒸餾水，藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D2的磷酸鈣基漿料注入負(fù)型，-IO0C 士0. 5°C的真空靜置除泡；然后將負(fù)型放入-20°C 士0. 5°C環(huán)境中預(yù)冷凍1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，形成包裹支架內(nèi)層形坯的中層形坯(3)；c.外層包裹形坯(2)的冷凍成形將步驟b中得到的包裹內(nèi)層形坯(1)的中層形坯(3)嵌入負(fù)型輪廓內(nèi)腔中；接著將磷酸鈣研磨并過篩成粉末，按如下重量計(jì)配比配制成含藥物D3的磷酸鈣漿料磷酸鈣30%士0. 5%，藥物D3含量0. 0085，余量為蒸餾水， 藥物含量=藥物質(zhì)量mg/生物實(shí)驗(yàn)活體樣本質(zhì)量g ；將含藥物D3的磷酸鈣基漿料注入大負(fù)型，-IO0C 士 0.5°C的真空靜置除泡；然后將負(fù)型放入-20°C 士 0.5°C環(huán)境中預(yù)冷凍 1 士0.證后去除負(fù)型輪廓，形成支架的外層包裹形坯(2)，得到嵌入式三層結(jié)構(gòu)的釋藥三維支架形坯；d.真空冷凍干燥制得嵌入式兩級釋藥支架將步驟c中得到的三層載藥支架形坯放入冷凍干燥機(jī)，在-30°C 士0. 5°C的真空環(huán)境中冷凍干燥4 士0.證，得到嵌入式兩級釋藥磷酸鈣基的可生物降解三維支架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種嵌入式分級釋藥三維支架及其制備方法。使用孔隙率低的支架外層形坯包裹孔隙率高的支架內(nèi)層形坯，形成嵌入式雙層結(jié)構(gòu)的支架，支架內(nèi)、外層載入的藥物種類不同，在同一支架中實(shí)現(xiàn)藥物種類的梯度分布和支架微觀結(jié)構(gòu)的梯度分布，得到嵌入式兩級釋藥仿生支架。本發(fā)明多級釋藥支架制備過程分三個(gè)階段(1)載藥支架內(nèi)層形坯的冷凍成形；(2)制備載藥支架外層包裹形坯的冷凍成形；(3)低溫真空干燥嵌入式支架。本發(fā)明制得嵌入式多層支架，每層支架使用的復(fù)合漿料中磷酸鈣的含量和藥物類型分別不同，支架的降解速率與固相的固含量有關(guān)，漿料的固含量不同，所制得的支架的降解速率不同，藥物的釋放速率受支架降解的影響。
文檔編號A61F2/82GK102551927SQ20111038616
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者周麗萍, 方明倫, 林柳蘭, 王志坤, 胡慶夕 申請人:上海大學(xué)