[發(fā)明專利]一種負載蛋白的3D組織工程支架及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510963756.0
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105412984A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉昌勝;甘琪;袁媛;石恒松;朱嬌陽
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/02;A61L27/22;A61L27/54;A61L27/56
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 馬莉華;陸鳳

技術領域

本發(fā)明涉及組織工程支架領域，具體地，涉及一種負載蛋白的3D組織工程支架及其制備方法。

背景技術

骨組織缺損的修復一直是骨科臨床面臨的重要難題。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年骨缺損患者超過500萬人，骨組織缺損與損傷已成為影響人們健康和生活的一種重要疾病。目前，較大區(qū)域的骨缺損需要采用骨移植的方法進行治療。骨修復材料的活性普遍欠佳，加上人體創(chuàng)傷部位自身成骨相關生長因子表達緩慢及表達量的嚴重不足，常常導致材料植入后過慢的細胞識別和組織愈合，難以滿足臨床的需求。因此，開發(fā)新型高活性的骨組織修復材料/植入體，具有十分重要的社會和現(xiàn)實意義。

材料結構的優(yōu)化和生長因子的負載是提高骨修復材料活性的有效手段。對于前者，近年來的研究主要集中在天然骨多級結構的仿生設計與構建。而對于生長因子而言，BMP-2、VEGF、FGF等的誘導成骨活性已經(jīng)被充分肯定，但是在臨床應用過程中也存在體內生物活性低、使用劑量大、價格昂貴等突出問題。研究表明，高活性固載BMP-2以及BMP-2在骨缺損部位的“長效保留和控釋”是確保活性支架成骨活性發(fā)揮的前提和關鍵。

由于過程簡單、打印效率高、材料孔結構容易調控等優(yōu)點，3D生物打印技術已經(jīng)被廣泛應用于組織工程支架的制備，為骨修復支架材料的制備提供了新的手段。然而，在3D打印過程中，經(jīng)常使用有機溶劑或者在高溫熔融狀態(tài)下快速成型，這對打印過程中生長因子的活性負載提出了挑戰(zhàn)。

因此，本領域迫切需要開發(fā)一種適用于3D打印、并且能夠保持所負載的生長因子活性的組織工程支架。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于適用于3D打印、并且能夠保持所負載的生長因子活性的組織工程支架。

本發(fā)明第一方面提供了一種3D的組織工程支架，所述組織工程支架包括以下組分：

(i)復合載體，所述復合載體包括：羧甲基殼聚糖和介孔二氧化硅；

(ii)大分子蛋白類藥物；和

(iii)3D打印基體。

在另一優(yōu)選例中，所述組分(i)和組分(ii)共同組成了復合載藥體系。

在另一優(yōu)選例中，所述羧甲基殼聚糖經(jīng)3-縮水甘油醚三甲氧基硅烷接枝到所述介孔二氧化硅的表面。

在另一優(yōu)選例中，3-縮水甘油醚三甲氧基硅烷一端的環(huán)氧基團與羧甲基殼聚糖分子中的氨基相互反應，另一端的三甲氧基硅烷基團與介孔二氧化硅表面的硅羥基相互反應，從而將羧甲基殼聚糖接枝到所述介孔二氧化硅的表面，得到復合載體。

在另一優(yōu)選例中，所述介孔二氧化硅的孔徑為10-50nm，較佳地為20-40nm。

在另一優(yōu)選例中，所述介孔二氧化硅的比表面積為300-1400m²/g。

在另一優(yōu)選例中，所述介孔二氧化硅的比表面積為400-100m²/g，較佳地為450-700m²/g。

在另一優(yōu)選例中，所述介孔二氧化硅粒子為大介孔二氧化硅粒子，孔徑為20-50nm，比表面積為400-1400m²/g。

在另一優(yōu)選例中，所述介孔二氧化硅粒子的孔徑為10-20nm，比表面積為300-1000m²/g，其孔道具有典型無序介孔結構，孔徑分布較小。

在另一優(yōu)選例中，所述介孔二氧化硅與所述羧甲基殼聚糖的質量比為1:0.1-5，較佳地，1:0.5-1，更佳地，1：0.8-1。

在另一優(yōu)選例中，所述羧甲基殼聚糖的分子量為5×10⁴-5×10⁵g/mol，較佳地，9×10⁴-5×10⁵g/mol，更佳地，1×10⁵-4×10⁵g/mol。

在另一優(yōu)選例中，所述羧甲基殼聚糖的脫乙酰度為60％-98％，較佳地，70％-98％，更佳地，85％-96％，最佳地，90％-95％。

在另一優(yōu)選例中，所述大分子蛋白類藥物的重量與所述復合載體的重量比為0.005-0.200:1，較佳地，0.01-0.15:1，更佳地，0.05-0.1:1。