一种提高干细胞富集效率的多孔支架的制作方法

本实用新型涉及一种提高干细胞富集效率的多孔支架，属于医疗器械领域。

背景技术：

由严重创伤、感染、肿瘤切除、骨髓炎手术清创及各种先天性疾病等造成的骨缺损是威胁人民健康，导致患者伤残病废的主要原因，也是骨科医师所面临的临床难题之一。临床上主要通过自体骨移植、同种异体骨移植、人工骨移植等方法治疗骨缺损，但都存在一定的缺陷。

目前应用干细胞技术和组织工程手段促进骨缺损修复的研究取得长足进步。骨髓间充质干细胞获取方便、来源较广，具有多向分化潜能，利用其成骨能力可以修复骨缺损，促进骨再生，是理想的组织工程种子细胞。干细胞具有粘附特性，利用自体干细胞富集技术可以快速获得浓度较高的干细胞，不经体外培养，富集过程可在手术同期完成，避免了体外复杂操作引起的污染、突变、成瘤等技术问题和伦理问题。细胞移植需要合适的支架材料。β-磷酸三钙(β-TCP)是一种应用广泛的可降解生物陶瓷材料，其理化性质与骨组织相似，降解产物为钙、磷、水，具有良好的生物相容性和一定的骨传导性。将β-磷酸三钙作为支架材料与富集骨髓间充质干细胞相结合，可以获得理想的组织工程生物活性复合材料。

现临床上应用较为便捷的是干耀恺等(上海交通大学医学院附属第九人民医院)发明的干细胞富集系统(专利号：CN200710173407.4等)。由于其富集材料为滤网状或颗粒状β-TCP等材料，在干细胞富集过程中，颗粒状β-TCP材料会悬浮于循环的血液中，形成大量的无效腔隙，很大程度上影响干细胞富集效率。一方面造成自体干细胞的浪费，另一方面降低支架材料的干细胞负载率，从而降低复合材料的骨修复能力，减弱其临床效能。

另外，现在临床上应用的干细胞富集系统，由于其富集材料是颗粒状β-TCP等材料，富集后的颗粒状材料填充于骨缺损部位，往往无法提供较强的固定及支撑作用，影响骨缺损修复。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种提高干细胞富集效率的多孔支架，以解决上述问题。

本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供一种提高干细胞富集效率的多孔支架，其特征在于，包括：多孔支架单元，为六棱柱形，迎向血流方向的面上具有多个贯穿的孔洞，多个多孔支架单元形成横向支架单元组，多个横向支架单元组上下交错的堆叠在一起，最上面一层的横向支架单元组中相邻的两个多孔支架单元向上突起的两个六棱柱形的两个棱之间形成蓄液池，每个多孔支架与周围相邻的多孔支架之间均形成血流通道。

进一步，本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，还可以具有这样的特征：其中，横向支架单元组中相邻的两个多孔支架单元之间具有第一隔板。

进一步，本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，还可以具有这样的特征：孔洞的直径范围在300μm～700μm。

进一步，本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，还可以具有这样的特征：其中，多孔支架的孔隙率为75％。

进一步，本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，还可以具有这样的特征，还包括：框架，为长方体形，多孔支架单元设置在框架之间。

进一步，本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，还可以具有这样的特征：其中，横向支架单元组的两端与框架之间通过第二隔板连接。

进一步，本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，还可以具有这样的特征：设多孔支架单元的六棱柱的六个面，分别为a面，b面、c面、d面、e面、f面，孔洞开口于a面和b面上，并纵向延伸穿透e面和d面。

实用新型的有益效果

本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，顶端及六棱柱相接的空间形成蓄液池，当骨髓血进入过滤器后，尚未来得及向下过滤的骨髓血储存于该蓄液池结构中，然后依次通过各六棱柱上密集竖直分布的圆柱状孔隙结构，以增大富集时的有效接触面积，提高干细胞富集效率。

进一步，相比于颗粒状或滤网状β-TCP材料，本实用新型的支架具有较好的力学性能，植入体内骨缺损部位后能起到较强的支撑作用。

附图说明

图1是单个多孔支架单元的结构示意图；

图2是图1的剖面图；

图3是多个多孔支架单元堆叠在一起的结构示意图；

图4是提高干细胞富集效率的多孔支架的剖面图；

图5是提高干细胞富集效率的多孔支架的俯视图；

图6是提高干细胞富集效率的多孔支架的局部剖面图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图6所示，提高干细胞富集效率的多孔支架包括：多孔支架单元11、孔洞12、第一隔板13、第二隔板14以及框架15。

如图1和图2所示，多孔支架单元11，为六棱柱形，迎向血流方向的面上具有多个贯穿的孔洞12。如图4所示，设多孔支架单元11的六棱柱的六个面，分别为a面，b面、c面、d面、e面、f面，孔洞开口于a面和b面上，并纵向延伸穿透e面和d面。多孔支架单元11采用β-TCP材料，通过3D打印技术进行制造。

孔洞12的直径范围在300μm～700μm。多孔支架单元11的孔隙率为75％。

如图3所示，多个多孔支架单元11横向连接，形成横向支架单元组16，如图2中虚线框中的结构所示。横向支架单元组16中相邻的两个多孔支架单元11之间具有第一隔板13。

如图4和图6所示，多个横向支架单元组16上下交错的堆叠在一起，最上面一层的横向支架单元组16中相邻的两个多孔支架单元11向上突起的两个六棱柱形的两个棱之间形成蓄液池18，蓄液池18见图3中虚线框中的梯形凹槽结构。蓄液池18用于储存尚待富集的骨髓血。

每个多孔支架单元11与周围相邻的多孔支架单元11之间均形成血流通道17。

如图4和图5所示，框架15，为长方体形，多孔支架单元11设置在框架15之间。提高干细胞富集效率的多孔支架的大小与过滤器相匹配。

由于上下相邻的两层横向支架单元组之间相互交错设置，因此一个横向支架单元组的两端与框架15之间通过第二隔板14连接，下面的一个横向支架单元组的两端则是多孔支架单元11直接与框架15封闭连接。

在其它的实施方式中，不同数量的六棱柱规律相接，构成不同规格的多孔β-TCP支架进行干细胞富集，以满足临床上不同大小的骨缺损。

本实用新型的提高干细胞富集效率的多孔支架，顶端及六棱柱相接的空间形成蓄液池，当骨髓血进入过滤器后，尚未来得及向下过滤的骨髓血储存于该蓄液池结构中，然后依次通过各六棱柱上密集竖直分布的圆柱状孔隙结构，以增大富集时的有效接触面积，提高了干细胞富集效率。进一步，本实用新型最大程度上减少支架材料与过滤器间的无效过滤腔隙，提高骨髓间充质干细胞富集效率。