[發明專利]用于控制組織生長的生物材料支架

無效

• 申請號: 200880111363.5
• 申請日: 2008-09-03
• 公開（公告）號: CN101820930A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 羅伯特·布朗;蒂伊娜·阿萊克塞瓦
• 申請（專利權）人: UCL商業有限公司
• 主分類號: A61L27/24
• 分類號: A61L27/24;A61L27/46
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;謝燕軍

技術領域

本發明涉及植入物和組織支架，其支持定向和/或定時的細胞和/或組織生長，例如用于修復損傷組織和促進血管生成，神經分布或者神經重排，和/或沿生物界面(如主體-植入物界面)的機械整合(粘合)。

背景技術

由于氧氣和營養物轉移的限制，在組織工程支架中維持種子細胞成活力和功能是成問題的。

在整個組織-工程支架上維持適宜氧濃度的一種方法是在制造的時候可控地合并該支架內的微槽，作為制造工藝的一部分。已經有報道用已知直徑、間距/密度和降解速率的可溶性(磷酸鹽)玻璃(SG)纖維，以一種精確的工程手段在水基組織結構和支架中形成微槽(Nazhat等人2007(1)Biomolecules(2007)Feb；8(2)：543-51)。可溶性玻璃纖維以最后的微脈管通道需要的圖案合并入支架三維結構，然后溶解該纖維，留下原纖維尺寸和位置的通道。

定向-定時的內生長可以用于在組織工程支架中優化組織再生，例如，在神經(周邊或者脊髓)再生中，軸突和支持細胞需要以“進”和“出”方向在兩點之間連接。已知用于這種定向-定時的內-生長的技術涉及生長因子的分子梯度，其固有地不受控制，不適于組織工程支架，特別是三維的和過于明顯的距離(例如＞1mm)。

發明內容

本發明涉及具有可變橫截面面積的可溶纖維在控制生物材料中微槽形成的方向和速率中的用途。該可溶纖維以定向方式溶解，從而提供通過該生物材料的向量槽。此外，該纖維保留再生組織需要的空間，直至適當的組織到達它，從而容許定時地使槽通過生物材料。

這可以用于，例如血管、神經及其他修復(整合)細胞以特定方向(即定向生長)通過該生物材料的生長引導。

本發明的一個方面提供一種用于定向組織生長的生物材料，包括：

置于支架內的可溶纖維，

所述纖維具有組織入口和組織出口端，

其中該纖維的橫截面面積從其入口端至其出口端逐漸增加，以使得該可溶纖維從該入口端至該出口端逐漸溶解，

該纖維的逐漸溶解在該支架內形成微槽，用于自該纖維的入口端至出口端的定向組織生長。

該可溶纖維的組織入口端可以布置于該支架的組織入口端。在一些實施方式中，該可溶纖維的組織出口端可以布置于該支架的組織出口端，以使得該纖維連接該支架的入口和出口端。在其它實施方式中，該可溶纖維的組織出口端可以布置于該支架內。

在一些實施方式中，用于定向組織生長的生物材料可以包括：

具有組織入口和組織出口端的支架；和，

位于該支架內的可溶纖維，其連接該支架的組織入口和組織出口端；

其中該可溶纖維的橫截面面積從該支架的入口端至出口端逐漸增加。

以使得該可溶纖維從該支架的入口端至出口端逐漸溶解，

該纖維的逐漸溶解形成微槽，用于自該支架的入口端至出口端的定向組織生長。

適宜的支架包括任何三維材料或者組織。在一些優選實施方式中，該支架可以是凝膠。

凝膠包括纖維材料基質和間隙液體。凝膠由基質材料小纖維合并和延伸形成，當該小纖維在該水性間隙液體周圍形成連續網絡，其以原樣保持該單體。例如，三螺旋膠原單體可以初始溶解于稀酸中，然后使其聚合(聚集)形成小纖維(例如在37°和中性的pH下)。當該小纖維聚合時，出現相變，并且小纖維固體網絡‘支持’大約相同體積和形狀的剩余間隙液體-即其形成凝膠。從可溶性單體至固體聚合物的相變是凝膠的特性，對于提供本文描述的性能很重要。凝膠與‘海綿’不同，‘海綿’可以由預聚合的纖維形成。

適宜的用于本文所述凝膠的纖維性的非織物或者海綿基質材料包括天然形成的聚合物，例如蛋白質，如絲、血纖維蛋白、纖維連接蛋白、彈性蛋白或者膠原(例如I型膠原)、糖蛋白如纖維連接蛋白，或者多糖如殼多糖，或者纖維素。在一些優選實施方式中，該基質纖維由膠原形成。優選天然小纖維形成膠原類型，包括I、II、III、V、VI、IX和XI型膠原及其組合物(例如I、III、V或者II、IX、XI)。舉例而言，I型膠原可以用作支架材料。

其它適宜的纖維性基質材料包括合成聚合物，即非天然存在于人類或者動物體內的聚合物。適宜的聚合物包括有機聚合物，例如聚內酯，聚糖和聚辛內酯，以及無機聚合物。

在一些實施方式中，纖維性的基質材料可以是包括兩種或多種不同類型纖維的復合材料。例如，該基質可以包括纖維連接蛋白和膠原，膠原和聚交酯，血纖維蛋白和膠原，或者血纖維蛋白、膠原和纖維連接蛋白。