[發(fā)明專利]一種用于軟骨損傷修復的軟骨移植物及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310015934.8
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103223194A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 付擎昊;康賢通;章戴榮
• 申請（專利權）人: 廣州萊德爾生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種軟骨移植物，更具體的說是涉及一種用于軟骨損傷的由脂肪干細胞和軟骨細胞在三維膠原培養(yǎng)基共同培養(yǎng)形成的軟骨組織移植物及其制備方法。

背景技術

軟骨損傷是比較難以治愈的病變，尤其是淺層性的軟骨損傷。多種原因都可以造成軟骨損傷，如外力沖擊，自生免疫性疾病，老齡化導致的機體退化等。軟骨的自身修復能力很弱，即使是很小的軟骨缺損也很難愈合。因為軟骨組織內沒有血液供應，軟骨內基質合成不是很活躍。但是如果傷口深到軟骨下骨層，傷口反而有自我愈合的情況，這是因為由軟骨下骨內的血液滲透出來形成血塊，同時附近的干細胞有可能被激活來促進傷口的愈合。在臨床治療過程中，常通過鉆孔至軟骨下層導致出血或微骨折的方式來治療軟骨缺損。

修復軟骨缺損比較有效的方法之一是自體軟骨細胞移植(ACT)，將自體軟骨細胞在三維支架環(huán)境中培養(yǎng)，等到形成新的軟骨樣組織后再移植到缺損處修復軟骨。這是最先由瑞典科學家提出的治療骨性關節(jié)炎的一種方案。該方案的具體內容主要包括從體內的非負重部位取一塊軟骨組織，從中分離出軟骨細胞，在體外特殊條件下培養(yǎng)增殖后，移植入損傷處，以達到修復目的。該方法已經(jīng)在全世界范圍內應用于20000多個患者身上，取得了不同程度的修復效果。

但是該方法還是有一定的缺陷。該技術需要產(chǎn)生足夠的軟骨基質和軟骨細胞來填充缺損處。可惜現(xiàn)有的方法產(chǎn)生的大部分是纖維狀軟骨，而不是天然的透明軟骨組織，其修復以及機械性能較差。其它問題包括取樣處發(fā)生病變、細胞供應量不足、細胞活性低、成熟的軟骨增殖能力弱、軟骨細胞在體外擴增時去分化狀態(tài)均會導致植入體內后不能形成軟骨。

ACT技術的關鍵點是三維培養(yǎng)體系，需要采用合適的支架，給細胞的生長提供支持和營養(yǎng)，并能分化和保持特殊細胞表型的細胞。目前市面上已有產(chǎn)品在三維培養(yǎng)基的性能取得了很好的成果，三維培養(yǎng)基主要成分為成大鼠尾部肌腱，牛跟腱或小牛皮膚提取的膠原纖維，細胞在凝膠載體中可獲得很好的生長支持。I型膠原纖維表面有特殊的細胞識別信號(特定氨基酸序列)，可促進細胞分化。I型膠原纖維構成的基質有利于保持軟骨細胞的形態(tài)，加快細胞增殖。

在臨床應用中ACT存在的問題體現(xiàn)了這個培養(yǎng)體系目前存在的缺陷。主要問題是這個培養(yǎng)系統(tǒng)中只含有單一的軟骨細胞成分，而在體內，細胞處于一個立體的空間，多種細胞共同存在、細胞間的相互作用、信號傳導等對于細胞的功能影響很大。成分單一的培養(yǎng)系統(tǒng)會造成細胞成長緩慢，活性不高和去分化的狀態(tài)，并且在植入體內后，沒有持續(xù)的營養(yǎng)供應，會導致細胞存活率降低?；趯浌羌毎囵B(yǎng)體系和脂肪干細胞的分化潛能和營養(yǎng)作用的認識，本發(fā)明將軟骨細胞和脂肪干細胞共同三維培養(yǎng)來克服常規(guī)ACT細胞培養(yǎng)的不足。

脂肪組織中含有一種具有間充質干細胞特性的細胞群體，被稱作脂肪干細胞(adipose-derived?stem?cells，ADSC)。這種細胞具有自我更新和分化能力，大量的文獻證實了ADSCs不僅能分化成間充質細胞如脂肪，軟骨，成骨，肌肉；還能分化成神經(jīng)，血管來源的細胞。過去10年，脂肪干細胞在器官組織損傷的修復應用中逐漸受到重視，治療的疾病包括類風濕性關節(jié)炎，軟骨損傷，軟組織填充和皮膚局部缺血等。自體脂肪干細胞的使用相比其它來源的間充質干細胞有較好的安全性，因為是自體組織，不會有排異反應，是理想的移植物。國內外已經(jīng)有很多關于ADSCs的臨床試驗和相關的臨床報告，大部分取得了讓人滿意的療效。

間充質干細胞除了具備很好的分化能力外，還能分泌各種生長因子來促進臨近細胞的生長和損傷修復，如EGF、FGF、VEGF等。有研究表明，即使只采用這些生長因子也能夠促進軟骨損傷的自我修復或皮膚傷口的愈合。國外研究發(fā)現(xiàn)，將軟骨細胞和骨髓間充質干細胞共同培養(yǎng)有助于軟骨基質的生成。新生成的軟骨基質大部分來源于軟骨細胞，少部分是由干細胞分化形成的。所以在脂肪干細胞和軟骨細胞共培養(yǎng)中，干細胞除了分化成軟骨外，還具有其他的補充作用。三維條件下培養(yǎng)的干細胞具有比平面培養(yǎng)更好的活性，分泌出更多的營養(yǎng)因子。這些生長因子能刺激軟骨細胞的增殖和軟骨基質的分泌，從而減少了對軟骨組織取樣量的要求。它們還有可能激活損傷處的自我修復機制，促進關節(jié)滑膜內自體干細胞的動員并向傷口遷移，達到協(xié)同的治療效果。