[發明專利]一種具有形狀記憶功能的凝膠生物材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510534244.2
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105126171B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 曹川;葛良鵬;李世榮;廖建貴;劉弓伯;朱寧文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學
• 主分類號: A61L27/36
• 分類號: A61L27/36;A61L27/56;A61L27/52;A61L27/60;A61L27/58
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 文巍

本發明提供了一種凝膠生物材料，由小腸黏膜下層細胞外基質制成，其特征在于：所述凝膠生物材料為多孔結構，孔隙相互貫通，體積壓縮85%以上可恢復原有形態。本發明其主要成分結構與天然細胞外基質成分接近，具有彈性形變能力及形態記憶功能，良好的機械性能，同時具有較好生物相容性，適合作為臨床用組織再生修復材料。

技術領域

本發明屬于生物材料領域，具體涉及一種具有形狀記憶功能的凝膠生物材料，尤其適合用于皮膚創面修復。

背景技術

燒傷、創傷、糖尿病、慢性潰瘍等原因常造成皮膚的缺損。細胞治療作為皮膚缺損/缺失及皮膚色素性疾病最有效的治療手段，在規模化培養制備得到臨床級細胞數量之后，如何將其有效應用于機體進行治療，保持其活力與活性是細胞治療成敗的關鍵¹。

人體組織的基本結構由細胞和細胞外基質所構成，細胞和細胞外基質的相互作用是創傷組織再生修復的關鍵。人體的細胞外基質受來源、倫理等的限制，使用受限，而與人體親緣關系較近的動物性細胞外基質在組織再生修復中具有重要的作用。動物源性的細胞外基質的成分組成和結構與人類似，且來源充分，安全可靠，是一種良好的再生組織材料支架，同時不存在倫理學問題，便于進行規模化、產業化制備²。

小腸黏膜下層細胞外基質(small intestinal submucosa，SIS)作為一種天然細胞外基質材料，具備良好的機械特性、組織相容性和較低的免疫原性。但PSIS仍存在以下不足，天然的PSIS為薄膜狀材料，用于皮膚等組織的修復缺乏足夠的厚度，其次，需要在其表面接種細胞時，過程較為繁瑣，使用不便。

利用SIS的主要成分膠原蛋白制備水凝膠或膠原海綿，用作細胞及藥物的緩釋載體及3D培養細胞支架已有報道，以改進天然生物材料在使用上的便利性。但上述水凝膠仍存在不足：一是其成分僅有膠原蛋白組成，結構成分與天然細胞外基質組成存在差異，其次水凝膠物理質脆易碎，操作不便，限制了它在體表創面修復上的臨床應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種凝膠生物材料，其主要成分結構與天然細胞外基質成分接近，具有彈性形變能力及形態記憶功能，良好的機械性能，通過注射器進行注射后能恢復注射前的物理狀態，同時具有較好生物相容性，適合作為臨床用組織再生修復材料。

本發明的目的是通過以下措施實現的：

一種凝膠生物材料，由小腸黏膜下層細胞外基質(small intestinal submucosa，SIS)制成，其特征在于：所述凝膠生物材料為多孔結構，孔隙相互貫通，體積壓縮85％以上可恢復原有形態。優選為90％以上。

優選地，上述體積壓縮和恢復原有形態可以在液體中進行。其具有良好的形態記憶功能，可利用其有水的環境里受壓后可立即恢復原有形態，可以通過擠壓排水后快速吸附細胞懸液恢復形態，將細胞轉移至材料內部，通過體外孵育4h左右即可使細胞充分粘附在支架上，構建細胞緩釋載體。不需要體外培養數天，讓細胞遷移爬行至材料內部。大大減少了移植準備時間。且其相互連通的多孔結構還為營養物質的交換及血管內皮細胞的遷移提供良好的條件。

優選地，上述凝膠生物材料平均孔徑為70-150μm。

上述凝膠生物材料，原料包括豬小腸黏膜下層細胞外基質(Pig smallintestinal submucosa，PSIS)，以1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)為交聯劑制備而成。優選的還包括NHS。本發明在交聯完成后并不會接枝到材料上，通過漂洗即可同MES、NHS一起從材料內部清除，而現有冷凝膠均需通過添加額外有毒化學基團(甲基丙烯酰胺、己二酸二酰肼等)達到交聯效果，且操作步驟繁瑣。優選地，豬小腸黏膜下層粉末溶液：EDC溶液的體積比為5-10∶1-3。優選為8∶1。EDC濃度為5-30mM，SIS粉末溶液濃度8-10mg/ml。