一种粘附人工骨膜及其制备方法与应用【中国发明】

一、专利名称及专利号

名称：《一种粘附人工骨膜及其制备方法与应用》

专利号：ZL202210360549.6

二、应用领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种用于促进骨修复的人工骨膜及其制备方法与应用。

三、专利说明

1、摘要：

本发明公开了一种用于促进骨修复的人工骨膜及其制备方法与应用。所述方法包括以下步骤：以具有仿天然骨膜微凹槽的模板和壁虎仿生刚毛孔槽结构模板组合形成模具；向所述模具中加入成膜前体材料，而后得到具有仿天然骨膜微凹槽拓扑形貌和壁虎仿生刚毛结构的人工骨膜。 本发明提供的仿天然骨膜微凹槽拓扑形貌和壁虎仿生刚毛的双面人工骨膜制备方法具有简便快捷的特点，且能够保留模板形状，得到的人工骨膜能够有效地紧密贴附骨组织，同时诱导间充质干细胞(MSC)成骨分化与内皮细胞(EC)成血管分化。

2、背景：

骨膜是一种致密的结缔组织膜，包裹大多数骨骼的外表面。相关研究表明，骨膜在骨组织的动态重建过程中具有重要作用，其促骨再生能力也被广泛认可。因此，骨膜在骨缺损重建中起决定性作用。一般认为，有效的骨膜组织能明显促进重度骨缺损患者的骨愈合，尤其是骨质疏松症患者和糖尿病患者。然而，目前的人工骨膜多由细胞片、猪小肠黏膜下层、脱细胞真皮等材料制成，这些产品大多忽略了人工骨膜应具备的成骨性能与成血管性能，或者仅简单采用昂贵但脆弱的生长因子，如骨形貌发生蛋白‑2(BMP‑2）来增强骨愈合。 然而，由于生长因子的不可控释放和短暂的半衰期，这些方法在临床中的应用仍具有很大局限性。

一般来说，细胞的行为可受化学刺激与物理刺激调控，化学刺激虽然具有良好的细胞行为诱导效果，但由于其作用时间有限、副作用不明确等缺点，限制了其在人工骨膜中的应用。因此，物理刺激在人工骨膜的制备中受到了越来越广泛的关注。一般而言，细胞可以感觉周围物理微环境的变化而表现出特定的行为。人体组织中的细胞和细胞外基质 (ECM)具有精确的分层组织结构，因此，模仿特定组织的分层结构在组织工程领域具有重要意义，而天然骨膜表现了与骨生长方向一致的纵向表面微凹槽拓扑形貌。在相关研究中，微凹槽的拓扑表面形貌被认为是调节间充质干细胞(MSC)成骨分化与内皮细胞(EC)成血管分化以促进骨修复的有效物理刺激手段。然而，到目前为止，这种仿天然骨膜的微凹槽结构仍未被引入人工骨膜的制备中。

此外，目前的人工骨膜组织粘附性较低，不能有效附着在缺损部位，或在植入过程中需要额外固定，使其无法作为物理屏障防止周围软组织长入，也无法为细胞的附着与生长提供稳定的微环境。受壁虎启发的粘附材料在生物医用材料具有广泛的应用，这是因为壁虎足部覆盖的纤维刚毛阵列可以有效利用范德华力和毛细力，最大限度地提高界面对表面的粘附，因而被广泛应用于伤口密封和组织修复。但是，在潮湿的环境中，此类受壁虎启发的粘附材料的粘附力会大大削弱，严重影响了材料作为骨膜在骨修复中的应用。我们注意到，贻贝能有效地附着在潮湿的物体表面，这是由于它可以分泌含有儿茶酚氨的3,4‑二羟基‑苯丙氨酸(DOPA)，从而使其具有在潮湿环境中的粘附能力。目前，具有潮湿环境下组织粘附能力的人工骨膜鲜有报道，其研发和制备面临巨大挑战。

因此，如何制备仿生天然骨膜所具有的表面微凹槽拓扑形貌的人工骨膜，使其可诱导细胞定向生长，同时使其具备良好潮湿环境下组织粘附性，是亟待解决的技术问题。

四、相关文件下载

专利证书：/UploadFiles/20231008/20231008143384508450.pdf

专利详情：/UploadFiles/20231008/202310081433003636.pdf