[發明專利]一種復合人的骨髓間充質干細胞的甲殼素纖維增強膠原基骨組織工程支架及制備方法

無效

• 申請號: 201210401919.2
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102989041A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 李曉明;黃瑾;牛旭峰;樊瑜波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/26;A61L27/24;A61L27/20;A61L27/18;A61L27/56
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技術領域

本發明屬于組織工程技術領域。更確切地說，本發明涉及用于骨缺損修復的一種復合骨髓間充質干細胞的甲殼素纖維增強膠原基骨組織工程支架及制備方法。?

背景技術

骨組織作為人體最大、同時也是最容易引起缺損的組織器官，每年有數以百萬計的骨組織損壞患者需要接受手術治療。骨移植是修復骨缺損的傳統方法。自體骨移植是目前最常用的療法，但供體的有限性限制了其應用，而且增加患者的痛苦。異體骨具有抗原性，特別是在植入量較大時，常會引起劇烈的免疫排斥反應。骨組織工程可以實現骨的再生，為臨床骨缺損的修復提供新的方法和途徑。?

近幾年來，骨組織工程的應用研究已經在骨科、矯形外科、口腔外科及顱面外科等多個領域蓬勃展開。骨組織工程通常是采用具有一定性能的材料與細胞或者生長因子復合成支架，然后將其植入體內進行骨缺損的修復。骨組織工程用材料通常需制備成三維多孔材料以便于在植入體內后細胞、血管和組織等的長入；此外還需要具有一定的力學性能。?

膠原是骨組織的主要成份之一，它為鈣化組織提供必不可少的三維結構，對礦物沉積有誘導作用。用鈣鹽溶液與磷酸鹽溶液交替處理膠原，可使磷酸鈣沉積于其表面，不但可提高其力學整合性，也使得材料的成分更加接近于天然骨。但是這樣制備出的材料通常是粉末狀。制備成具有一定力學性能的三維多孔材料通常需要與用高分子聚合物與該粉末狀材料復合。?

聚乳酸PLA是最早被美國美國食品藥品管理局批準用于人體的高分子聚合物之一，具有良好的生物相容性和成型性。通過溶于某些有機溶劑并在模具中冷凍干燥，可被制備成三維多孔材料。但是，作為骨組織工程用材料，PLA有其本身無法克服的缺點：1.制成三維多孔材料后，其強度不夠；并且隨著降解的進行，強度降低太快。2.PLA在體內可降解，產物為無毒的乳酸。但是，由于骨組織工程通常需要植入材料量大，隨著大量PLA降解產物乳酸在局部的聚集，導致局部組織內的pH值下降，從而刺激局部組織而發生無菌性炎癥[Daniels?A,Heller?A,Heller?J.Toxicity?of?absorbable?polymers?proposed?for?fracture?fixation?devices.Mar.Biol.?1996;125:525-529]。甲殼素是自然界中廣泛存在的一類天然多糖，具有良好的生物相容性和生物降解性。其降解產物N-乙酰葡萄糖和氨基葡萄糖具有明顯堿性，可以中和聚乳酸的降解產物——乳酸，并且在體內不堆積，對人體無毒、無害、無免疫原性。目前可從市場購買到由甲殼素紡織成的高強纖維。甲殼素纖維CHF降解速率，尤其是強度衰減方面慢于聚乳酸。所以加入甲殼素纖維，制備纖維增強復合材料，有望改善聚乳酸PLA本身的不足。?

所以，本發明用礦化膠原MC、具有良好生物相容性的高分子聚合物聚乳酸PLA以及天然甲殼素紡織成的高強纖維CHF復合制備成三維多孔骨組織工程材料，然后再和細胞復合成骨組織工程支架。人的骨髓間充質干細胞hBMSC與其他的種子細胞相比，取材方便，有強大的增殖和分化為成骨質細胞的潛能，不存在免疫排斥反應。因此，本發明采用hBMSC與事先制備好的三維多孔材料復合而成骨組織工程支架以用于骨缺損的修復。?

發明內容

本發明公開了屬于組織工程技術領域的一種三維多孔骨組織工程材料與人的骨髓間充質干細胞復合而成的骨組織工程支架及其制備方法。?

所述骨組織工程材料含有礦化膠原MC、具有良好生物相容性的高分子聚合物聚乳酸PLA以及天然甲殼素紡織成的高強纖維CHF。它們采用物理混合和超聲波分散技術相結合的方法復合而成。?

所述膠原為I型牛皮膠原。?

所述生物降解性高分子材料聚乳酸PLA為聚L-乳酸或聚D,L-乳酸，分子量為1.0×10⁵-2.0×10⁵kDa。?

所述高強天然多糖甲殼素纖維CHF的斷裂強力為4.5-4.7cN，其表面經過脫乙酰基處理，脫乙酰度為80-85％。?

所述人的間充質干細胞為hBMSC為人胚胎骨髓間充質干細胞。?