[發明專利]含有臍帶間充質干細胞分泌的多種蛋白的骨基質材料及制備方法

有效

• 申請號: 201310449152.5
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103480040A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 許建中;侯天勇;常正奇;李志強;羅飛;吳雪暉;鄧墨淵;王品品
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第一附屬醫院
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/36;A61L27/54;C12N5/0775
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及一種生物醫學的骨基質材料，特別涉及一種含有臍帶間充質干細胞分泌的多種蛋白的骨基質材料及制備方法。

背景技術

因外傷、感染、腫瘤等各種原因所致的骨缺損十分常見，其治療和修復是骨科臨床中最常見的難題之一，而理想的骨缺損修復方法還在不斷地探索中。近年來，個體化組織工程骨的修復方式給骨缺損修復帶來新的希望。然而，該修復方式需要體外構建、細胞擴增、骨回植等一系列冗繁的過程，周期長達3-4周，費用昂貴，技術標準要求嚴格，且受患者自體種子細胞質量、年齡、疾病等多種因素影響，預期在臨床應用尚早。

骨修復過程，是一個多蛋白、多因子協調作用的復雜調控過程。種子細胞分泌的多種功能蛋白在組織工程骨成骨修復的不同階段具有不同的作用。然而，組織工程骨修復成骨過程的具體機制還不明確。其中，種子細胞在植入體內發揮的具體作用存在較大的爭議。有文獻報道，種子細胞植入體內后因氧分子彌散距離有限（150-200μm）、局部血凝塊形成屏障等因素限制，導致種子細胞在短期內大部分細胞出現死亡或調亡。[1、Sun?XJ,Peng?W,Yang?ZL,etal,Heparin-chitosan-coated?acellular?bone?matrix?enhances?perfusion?of?blood?and?vascularization?in?bone?tissue?engineering?scaffolds.Tissue?Eng?Part?A..2011.0027.2、Jeroen?Rouwkema,Nicolas?C,Rivron1etal.Vascularization?in?tissue?engineering.cell,26June2008]。目前，普遍認同的觀點是種子細胞分泌的功能蛋白或細胞因子在組織工程骨修復成骨中發揮著重要作用[2、Hou?T,Wu?X,Luo?F,etal.VEGF?and?physiological?compressive?loading?synergistically?promote?bone?formation?of?tissue-engineered?bone.Tissue?Eng?Part?A.2013Jun20.]。轉化生長因子β(TGF-β)、血管內皮生長因子（VEGF）、類胰島素生長因子(IGF)、血小板衍化生長因子（PDGF）、堿性成纖維生長因子(FGF)等，這些因子經體外培養觀察，均有復制細胞、合成DNA和骨基質及刺激細胞增殖與分化作用，其中有些起直接刺激，有些起中間介導和調節作用。已有的研究也表明多因子作用修復組織缺損具有協同作用，其效果明顯優于單因子。

同種異體骨基質（DBM）是目前最常用的組織工程骨支架材料，經過深低溫凍存、脫脂、脫功能蛋白、脫鈣、γ射線輻照等一系列處理后，有極小的免疫源性，因其天然的三維空間結構、一定的骨誘導活性等是一種理想的組織工程骨支架材料。

臍帶間充質干細胞（ESCs）及骨髓間充質干細胞(BMSCs)是骨組織工程臨床應用良好的種子細胞來源。BMSCs受來源、手術操作、擴增復雜等多種條件限制，適應于組織工程的個體化治療，不能規模制備滿足臨床需求。而源于新生胎兒臍帶的ESCs具有來源廣泛，取材可控性高，干細胞分化潛能高等特點，較適合臨床規模化制備及應用。但臍帶間充質干細胞接種DBM后，通過不同時期體外培養后行脫細胞處理而作為一種骨基質材料還未見報道。

因此，目前如何解決骨組織工程研究及臨床應用中面臨的種子細胞獲取難、費用昂貴、臨床應用難、運輸難、規模化制備難等問題，是本領域關注的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種含有臍帶間充質干細胞分泌的多種蛋白的骨基質材料及制備方法，該骨基質材料具有骨組織的天然結構和特性以及良好的成骨誘導效果，在骨缺損修復中具有更強的促進成骨作用，該骨基質材料有助于組織工程骨的規模化制備和臨床應用。

本發明的技術方案是：

一種含有臍帶間充質干細胞分泌的多種蛋白的骨基質材料，其特征在于：該材料為在同種異體脫鈣骨基質表面接種有分泌出成骨誘導功能蛋白而促進成骨的臍帶間充質干細胞的動物骨基質材料。

所述成骨誘導功能蛋白為骨形態發生功能蛋白、血小板源性生長因子、轉化生長因子、堿性成纖維生長因子、血管內皮生長因子和類胰島素樣生長因子。

所述骨基質材料為人骨或羊骨。

接種有臍帶間充質干細胞的骨基質材料的制備方法，有以下步驟：