[發明專利]一種負載富集骨髓間充質干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥及制備方法

在審

• 申請號: 201410254518.8
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104587523A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 蔣欣泉;張志愿;吳玉瓊;張秀麗
• 申請（專利權）人: 上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院
• 主分類號: A61L27/12
• 分類號: A61L27/12;A61L27/38
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 施春花;翟羽

技術領域

本發明涉及骨組織再生和骨整合修復領域，具體而言，涉及一種應用于骨修復重建的負載富集骨髓間充質干細胞自固化磷酸鈣骨水泥及其制備方法。

背景技術

口腔頜面部是人體重要的解剖部位，頜骨組織是構成人體面部容貌的支架，其結構復雜，血運豐富，關系著面部美觀及口腔咀嚼功能的實現。然而，由于先天性畸形、外傷、感染、腫瘤等原因造成的骨缺損是臨床上的常見疾病。目前，骨組織再生與重建的方法主要包括自體骨移植、異體或異種骨移植和組織工程等方法。同時，在頜骨缺損修復基礎上往往需要進行牙種植等口腔功能的重建，因此，對口腔頜面部再生骨組織的速度和質量都有一定的要求。經典的組織工程方法采用種子細胞、支架材料和生長因子組合修復缺損部位，具有準確重建原有組織形態及體積的優點，已取得了一定的效果。然而，目前對于體外培養的種子細胞應用于臨床患者仍存在較大的爭議。分析其原因，現有種子細胞在體外培養中可能存在變異、污染、短時間內難以獲得大量細胞等問題。因此，組織工程骨構建時，如何獲得大量的干細胞，創造有利于新骨快速形成和成熟的干細胞微環境，尤其是充分調動自體干細胞的參與，對于實現大塊頜骨組織的再生尤為重要。

自固化磷酸鈣骨水泥（CPC）具有良好的生物相容性和骨傳導性、生物安全性，能任意塑形，在固化過程中具有等溫性，目前該材料已成功通過Ⅳ期臨床試驗，廣泛應用于骨組織缺損修復的臨床治療中。

天然骨組織是由細胞、纖維和基質成分組成，其中細胞在周圍基質環境信號刺激下展開增殖、分化、合成基質和沉積礦物質等系列活動。因此，在有利于營養傳輸和血管化的宏觀多級結構基礎上，進一步從細胞角度設計，有望加強從細胞層面上對成骨活動的精確調控，從而獲得更佳的骨缺損修復效果。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種負載富集骨髓間充質干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥的制備方法。

本發明第二個目的在于提供一種負載富集骨髓間充質干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥。

本發明第三個目的在于提供負載富集骨髓間充質干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥在制備頜骨修復材料中的應用。

為實現以上第一個目的，本發明公開以下技術方案：一種負載富集骨髓間充質干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥的制備方法，其特征在于，利用細胞粘附的原理，采用血液循環流通的方法，直接富集骨髓間充質干細胞于自固化磷酸鈣骨水泥上。

作為一個優選方案，制備方法包括如下步驟：將自固化磷酸鈣骨水泥放入干細胞富集器的過濾芯內，干細胞富集器的引流管中通入骨髓血引流，啟動蠕動泵，循環過濾，過濾芯內即為負載富集骨髓間充質干細胞自固化磷酸鈣骨水泥。

作為一個優選方案，所述循環過濾的時間是10—20分鐘。

為實現以上第二個目的，本發明公開以下技術方案：一種負載富集骨髓間充質干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥，其特征在于，通過以下方法制備獲得：將自固化磷酸鈣骨水泥放入干細胞富集器的過濾芯內，干細胞富集器的引流管中通入骨髓血引流，啟動蠕動泵，循環過濾，過濾芯內即為負載富集骨髓間充質干細胞自固化磷酸鈣骨水泥。

為實現以上第三個目的，本發明公開以下技術方案：負載富集骨髓間充質干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥在制備頜骨修復材料中的應用。

本發明的優點在于：（1）本發明通過細胞粘附這一簡單有效的方法提高磷酸鈣骨水泥中骨髓間充質干細胞的數量；（2）直接富集自體骨髓間充質干細胞于三維支架材料上，干細胞不通過體外擴增，避免了細胞擴增中可能產生的變異、污染等問題；（3）本發明提供的負載自體富集骨髓干細胞的自固化磷酸鈣骨水泥，可以顯著促進頜骨缺損的骨修復，磷酸鈣骨水泥已被國家衛生部門批準可以應用于臨床骨再生治療，對于該治療方法的施行提供了可能。

附圖說明

圖1為打開過濾器組件，取下過濾芯，并打開過濾器蓋。

圖2為連接血袋，準備引流骨髓血。

圖3為控制骨髓血的流入和氣體的排除。

圖4為引流完成，關閉三通旋塞開關。

圖5為將硅膠管嵌入蠕動泵中，啟動循環過濾。

圖6為異位成骨效果（左圖為負載富集骨髓干細胞的CPC，右圖為負載未經富集的骨髓干細胞的CPC）。

圖7為犬下頜骨缺損修復（A為頜骨缺損，B為負載富集骨髓干細胞的CPC填充骨缺損區）。

圖8為Micro?CT（左圖為負載富集骨髓干細胞的CPC，右圖為未負載細胞的CPC）。