[發明專利]一種注射型組織工程骨修復材料

無效

• 申請號: 201110417682.2
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103157137A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 孫葉芳
• 申請（專利權）人: 西安瑞捷生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/20
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 李文義

技術領域

本發明屬于組織工程學技術領域，具體涉及一種注射型組織工程骨修復材料。

背景技術

組織工程是二十一世紀生命科學一大熱點。它的核心內容是體外?細胞三維培養，它的基本方法是將種子細胞與可降解生物材料組成復?合體，替代受損組織器官。可注射型組織工程骨是利用初始狀態為液態的可降解生物材料，與種子細胞有機復合，制備成液態可注射的組織工程骨，并且在完全填充骨缺損的過程中，逐步固化形成凝膠或固態的組織工程骨修復骨缺損。可注射骨易于塑形，與種子細胞、生長因子復合便捷，且具有組織損傷小、不破壞修復區血供、操作簡便易行等優點，適應了微創外科技術發展的要求，因此正逐步引起國內外諸多學者的髙度關注。目前，用于可注射骨的材料多為凝膠類，主要包括纖維蛋白凝膠，聚氧化乙烯水凝膠，藻酸鹽凝膠等，這些生物材料注入體內后為凝膠狀，并不具備生物力學強度，雖然復合種子細胞植入體內后都有一定的成骨效果，但距理想的可注射骨支架材料還有相當的距離。

發明內容

本發明的目的在于提供一種注射型組織工程骨修復材料，該骨修復材料為可注射性材料復合骨髓基質干細胞構成，可任意塑形且復合細胞簡便，在一定時間內可完全降解吸收，誘導成骨效應明顯，成本較低廉。

本發明所采用的技術方案是：

一種注射型組織工程骨修復材料，包括載體支架和種子細胞，種子細胞附著于載體支架上，形成具有骨組織三維結構和生理活性的復合體，其特征在于：所述載體支架為可注射性材料殼聚糖-β-磷酸三鈣復合物，復合種子細胞；所述的種子細胞為經傳代增殖培養至第三代10⁷數量級的骨髓基質干細胞。

所述的可注射材料殼聚糖-β-磷酸三鈣為將殼聚糖與β-磷酸三鈣按1ml：0.5g的比例于體外復合形成的殼聚糖-β-磷酸三鈣復合物。

所述的殼聚糖是用檸檬酸作為交聯劑處理后形成有機網絡結構的殼聚糖。

本發明所述注射型組織工程骨修復材料的制備方法，包括如下步驟：

1）種子細胞的培養：抽取骨髓，以全骨髓培養法分離培養骨髓基質干細胞，所用的培養基為含10%胎牛血清的DMEM培養基，細胞經傳代增殖培養至第三代10⁷數量級；

2）可注射性支架材料的制備：將殼聚糖與β-磷酸三鈣按1ml：0.5g的比例于體外復合形成殼聚糖-β-磷酸三鈣復合物；

3）種子細胞的處理：將培養至第三代10⁷數量級的骨髓基質干細胞用0.3ml的DMEM混勻；

4）種子細胞與殼聚糖-β-磷酸三鈣的復合：殼聚糖-β-磷酸三鈣復合8分鐘后立即加入步驟（3）處理后的種子細胞，加入量比例為殼聚糖、β-磷酸三鈣、DMEM按3ml：?1.5g：?0.3ml充分混勻，即獲得所述的注射型組織工程骨修復材料。

本發明所釆用的殼聚糖是甲殼素部分脫乙酰基后的衍生物，為天然髙分子聚合物，具有良好的生物降解性，降解產物無毒副作用。本發明所釆用的β-磷酸三鈣屬于鈣磷陶瓷類，具有和自然骨相似的化學成份、良好的生物相容性和生物降解性。本發明將兩者復合而成為較理想的組織工程骨可注射性支架材料。

以往對殼聚糖交聯所釆用的交聯劑為戊二醛，但戊二醛被證實有細胞毒性，故本發明中釆用檸檬酸作為殼聚糖的交聯劑。檸檬酸是人骨有機質的重要組成部分，占到全身的70%，其對糖、脂肪、蛋白質的氧化代謝過程有重要作用。由于檸檬酸中含有羧基，可以與殼聚糖中的羥基發生酯化反應，未反應的羧基將與殼聚糖中的氨基作用形成鹽鍵。通過此鍵，使殼聚糖交聯形成有機網絡結構。

本發明選用殼聚糖為有機相，β-磷酸三鈣為無機相，β-磷酸三鈣與殼聚糖復合后，分散在有機網絡結構中，復合物最初為液態，逐慚固化形成固態、多孔網狀結構且具有一定的生物力學強度，從而制備了一種新型有機/無機復合的可注射材料。

本發明技術方案帶來的有益效果是：

1)本發明骨修復材料為可注射性材料復合骨髓基質干細胞構成，可任意塑形且復合細胞簡便，在一定時間內可完全降解吸收，誘導成骨效應明顯，成本較低廉。

2）本發明通過實驗結果證實了殼聚糖-β-磷酸三鈣復合支架材料與BMSC_S的相容性良好，是一種可行的可注射型組織工程骨支架材料。以這種復合材料構建的可注射組織工程骨具有廣闊的臨床應用前景。

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具體實施方式:

下面通過實施例進一步描述本發明，但本發明并不僅限于此。

實施例1