[發明專利]殼聚糖修飾的海藻酸鹽水凝膠三維多孔支架及其制備方法

無效

• 申請號: 201010116334.7
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN101773683A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 尹玉姬;趙燕燕;高思齊
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明涉及組織構建用三維多孔模板材料的制造，特別是一種殼聚糖修飾的海藻酸鹽水 凝膠三維多孔支架及其制備方法，具體為特異體外降解性的海藻酸鹽水凝膠三維多孔支架及 其制備方法。

背景技術

組織工程利用生命科學與工程科學的原理和方法，研究和開發具有修復或改善人體組織 或器官功能的新一代臨床應用的取代物，用于替代組織或器官的一部分或全部功能。組織工 程的發展對生物材料提出了新的挑戰，以往生物材料的研究與開發多從材料的化學、物理以 及加工性能構思，并沒有從所植入生物材料的細胞水平和分子水平進行設計，相關細胞在許 多生物材料上能夠很好地生長，但組織在體內的重建還涉及神經引導、血管再生等問題，細 胞還受到宿主損傷部位及其周圍健康組織產生的信號分子的調控。因此，理想的組織工程用 生物材料應和目標細胞表達的特異粘連因子以及生長因子受體產生特異作用，使目標細胞遷 移至損傷部位，刺激其生長與分化，且隨著組織的修復能被細胞釋放的相關酶成分完全降解。 這有待于從分子水平設計和制備出刺激特異細胞反應的、具有生物活性的可吸收材料。另一 方面，在體外構建三維組織結構物的經典方法是將細胞種植于多孔支架中進行一定時間的體 外培養。所形成的工程化組織通常由支架材料、細胞以及細胞合成的細胞外基質組成，即支 架材料在細胞培養階段通常并不降解，將所構建的三維組織植入人體后，人工制備的支架材 料具有產生免疫炎癥反應的潛在危險性[(a)Kim?M?S，Ahn?H?H，Shin?Y?N，et?al.Biomaterials， 2008，28：5137-5143；(b)Williams?D?F，Biomaterials，2008，：29：2941-2953]。

日本的Okano研究組開創性地用接枝有溫度響應性聚合物如聚異丙基丙烯酰胺 (PIPAAm)的表面成分培養細胞，并通過降低溫度得到了完整的由細胞和細胞外基質組成的 細胞片層，此二維細胞片層可直接用于組織重建，亦可通過多層疊加形成三維組織結構物， 這種技術稱為細胞片層工程。通過分子設計和研究新的表面處理方法，接枝有溫敏性PIPAAm 類聚合物的細胞培養表面的性能有了很大的提高[(a)Nishida?K，Yamato?M，Okano?T，N?Engl?J Med，2004，351：1187-1196；(b)Yamato?M，Akiyama?Y，Okano?T，et?al.Prog?Polym?Sci；2007，32： 1123-1133；(c)Idota?N，Tsukahara?T，Okano?T，et?al.Biomaterials，2009，30：2095-2101]。目前， 細胞片層技術已應用于多種組織的修復與重建，包括角膜前上皮、食管上皮、泌尿道上皮、 牙周韌帶、心肌和肝臟等[Matsuda?N，Shimizu?T，Okano?T，et?al.Adv?Mater，2007，19： 3089-3099]。在蛋白質類水凝膠或纖維素類水凝膠表面黏附和擴增后形成的細胞片層亦可通 過蛋白酶或纖維素酶的酶解過程從培養板表面剝離下來[(a)Nagai?N，Yunoki?S，Satoh?Y，et?al.J Biosci?Bioeng，2004，98：493-496；(b)Sakai?S，Ogushi?Y，Kawakami?K，Acta?Biomaterialia，2009， 5：554-559]。在磁場作用下，磁性陽離子脂質體吸附于細胞培養板表面可形成特異磁場響應 性修飾層，種植于此培養表面的成纖維細胞經黏附、鋪展和增殖后很快形成細胞片層，而撤 離磁場后該二維細胞片層很容易剝離下來；用磁性陽離子脂質體標記成纖維細胞和肝細胞后， 在磁場力作用下可直接在親水性表面形成兩種細胞混合的細胞片層，此類技術稱為磁場力細 胞片層技術[(a)Ito?A，Ino?K，Kobayashi?T，et?al.Biomaterials，2005，26：6185-6193；(b)Ito?A， Jitsunobu?H，Kawabe?Y，et?al.J?Biosci?Bioeng，2007，104：371-378]。