本项生物医学工程创新涉及一种新型导电水凝胶及其制备工艺,该水凝胶以梯度结构的胶原羟基磷灰石为特色。制备过程首先将羟基磷灰石均匀分散于胶原蛋白溶液中,随后添加海藻酸钠和聚乙烯醇进行混合,形成具有生物相容性和导电性的复合材料。
背景技术
骨软骨组织由关节软骨和软骨下骨组成,在整个深度上显示出分层的细胞类型、组成和基质组织,结合了润滑、承重和剪切传递的生物医学功能,用于身体运动。关节软骨是典型的界面组织,关节软骨缺损会导致软骨下骨暴露,造成全层骨软骨缺损创伤或骨关节炎,通常难以修复,关节软骨及软骨下骨修复的难度在于连续的梯度构建以及结缔组织的多种层次,包括生物和理化成分(如胶原蛋白、力学强度、无机矿物成分等)的梯度构建。
胶原是人体结缔组织(如软骨、韧带、肌腱、皮肤等)的主要成分,是由三条肽链拧成的螺旋形纤维状蛋白质,具有生物相容性好、无毒副作用、可被降解吸收等优势,特别是通过酸提法和酶提法从哺乳动物牛跟腱上提取的胶原,三螺旋结构保留完整,具有较高的机械强度,可在骨软骨修复水凝胶的构建中发挥修复软骨和减少摩擦缓冲耐磨的作用。羟基磷灰石是磷酸钙矿物,可诱导硬骨生成,构建了梯度水凝胶的矿物构建和力学强度。
近年来,现有的骨软骨修复水凝胶主要为三种:均一骨软骨修复水凝胶可能具有骨或软骨的修复能力,但这种均一结构可能导致修复过程中的紊乱,难以形成与原生组织类似的骨软骨结构;多种水凝胶依次植入可能由于其界面结合弱,两层之间的稳定性不足,导致材料在长期组织再生中的破碎或变形;一体化多相骨软骨修复水凝胶以形成类似骨-软骨的结构,可满足不同深度具有所需要的生物医学功能。目前对于一体化多相骨软骨修复水凝胶的要求在于其同时具有一定的导电性能以刺激细胞的活性,以及具有一定的力学性能和适当的溶胀率以适应软骨的生理环境,而现有技术少见将功能梯度和形态梯度结合起来的骨缺损修复水凝胶。
基于此,特提出本发明。
实现思路