[發(fā)明專利]含生長因子的椎間盤組織支架及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410087968.2
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN104189959A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔翔;劉銘漢;王加旭;黃博;向強;周躍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/22;A61L27/54;A61L27/50
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于組織工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及含生長因子的椎間盤組織支架及其制備方法。

背景技術(shù)

下腰痛是一種臨床常見疾病，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。研究表明，椎間盤退變及髓核鈣化與下腰痛密切相關(guān)。保守治療只能緩解癥狀，椎間盤髓核摘除術(shù)或脊柱節(jié)段融合內(nèi)固定等手術(shù)雖然能解除神經(jīng)壓迫癥狀，但術(shù)后椎間關(guān)節(jié)強硬高發(fā)及椎間盤突出復(fù)發(fā)等問題。目前，生物治療的方式包括基因治療，生長因子治療，細(xì)胞和組織工程等。

組織工程是把細(xì)胞和支架結(jié)合起來，對損傷部分進(jìn)行替代治療的一種方法。然而，目前仍面臨許多問題，如缺少能夠維持種子細(xì)胞生長、分化、增殖及基質(zhì)合成的理想支架。間充質(zhì)干細(xì)胞是目前應(yīng)用廣泛的一種細(xì)胞，但其分化需要一定的物理、化學(xué)、生物刺激。生長因子作為生物刺激的一種經(jīng)常用于刺激干細(xì)胞的增殖和分化。若組織工程支架能長時間穩(wěn)定釋放生長因子，將會是對細(xì)胞的增殖分化起到良好的作用。之前的研究多使用水凝膠作為承載生長因子的載體，但其缺點有水凝膠內(nèi)部的細(xì)胞容易死亡、水凝膠力學(xué)性能差、用途局限等。靜電紡絲技術(shù)在1934年由Formalas發(fā)明。主要指聚合物熔體或者溶液在高壓靜電場作用下形成纖維的過程。目前，靜電紡絲已經(jīng)成為一種用于生產(chǎn)不同功能多聚納米纖維的新技術(shù)，并已經(jīng)發(fā)展成為一種傳遞生物活性材料的工具。納米纖維表面的小孔用于釋放存放在纖維中的藥劑。與傳統(tǒng)的藥物傳遞系統(tǒng)相比，這個方法極大的增加了作用時間。這個方法也具有質(zhì)量小，傷口閉合率高的優(yōu)越性，從而有效的輔助傷口復(fù)原。特別是，含有血小板源生長因子（PDGF），血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和PDGF，以及轉(zhuǎn)化生長因子-beta（TFG-beta）等多種生長因子的納米纖維的制造已有報道。除了同軸電紡以外，共軸電紡技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用。

靜電紡絲技術(shù)在骨科迅速發(fā)展，通過靜電紡絲技術(shù)制成的納米支架具有纖維直徑小（幾十到數(shù)百納米），孔隙率高，比表面積大，均一性好等優(yōu)點。同軸電紡因為具有內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，克服了單軸靜電紡絲時水溶性和脂溶性材料相互難融合的問題。將生長因子作為靜電紡絲支架的一部分，構(gòu)建促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞向髓核樣細(xì)胞分化的組織工程支架，有望成為生物治療的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為治療下腰痛提供一種組織工程支架。

本發(fā)明的技術(shù)方案是含生長因子的椎間盤組織支架，為采用同軸靜電紡絲裝置制備得到的同軸電紡支架；所述的生長因子為TGF-β1；其中，同軸電紡支架外層溶液為以六氟異丙醇為溶劑的13～17%g/mL聚乳酸PLGA；同軸電紡支架內(nèi)層溶液為13～17%g/mL聚乙烯醇PVA和3μLTGF-β1；其中TGF-β1溶解于1%的BSA中，其濃度為1ng/μL。

優(yōu)選的，同軸電紡支架外層溶液為以六氟異丙醇為溶劑的15%g/mL聚乳酸PLGA。

優(yōu)選的，同軸電紡支架內(nèi)層溶液為15%g/mL聚乙烯醇PVA。

本發(fā)明還提供了椎間盤組織支架的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、將聚乳酸-羥基乙酸共聚物PLGA溶解于六氟異丙醇HFIP中，制成13～17%g/mLPLGA溶液，即為同軸靜電紡絲外層溶液；

步驟2、將TGF-β1用1%牛血清白蛋白BSA稀釋為濃度1ng/μL；

步驟3、將PVA溶于超純水中，成為13～17%g/mLPVA溶液。

步驟4、在2mL15%PVA溶液中加入6μL1ng/μL的TGF-β1，此為同軸靜電紡絲的內(nèi)層溶液；

步驟5、組裝好儀器，針頭距離接受裝置15cm，電壓16～18Kv，注射速度0.2～0.4mL/h，內(nèi)、外層溶液都紡1.2mL。

步驟6、支架完成后，保存于-20℃。

優(yōu)選的，步驟1中PLGA的濃度為15%g/mL。

優(yōu)選的，步驟3中PVA的濃度為15%g/mL。

優(yōu)選的，步驟5中注射速度為0.3mL/h。

本發(fā)明組織工程支架紡絲均一性好，具有內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)。該支架具有良好的力學(xué)特性、親水性，可以長時間穩(wěn)定釋放生長因子TGF-β1，促進(jìn)人間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和向髓核樣細(xì)胞的分化。其制備方法簡單易行。

附圖說明

圖1、靜電紡絲裝置，由高壓電源、噴頭及給液裝置、接受裝置構(gòu)成。高壓電源是提供高達(dá)幾萬伏特的直流電源；噴頭為含內(nèi)外兩層的同軸噴頭，給液裝置為內(nèi)含配好的溶液的注射器及固定注射器的注射泵；接收裝置為金屬接收板，并有導(dǎo)線接地。

圖2、A圖對構(gòu)建的椎間盤組織支架進(jìn)行掃描電鏡觀察，B圖為紡絲直徑分布進(jìn)行統(tǒng)計。