[發明專利]緩釋Kartogenin的三維支架及其制備方法

在審

• 申請號: 201810021729.5
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108079371A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 劉威;王大平;蔡高銳;劉黎軍;熊建義
• 申請（專利權）人: 深圳市第二人民醫院
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/56
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

本發明屬于生物材料技術領域，具體涉及一種緩釋Kartogenin的三維支架及其制備方法。該三維支架包括合成生物材料和分散在所述合成生物材料中的介孔氧化硅納米微球，且所述介孔氧化硅納米微球的孔道內負載有Kartogenin。本發明的三維支架采用MSN包裹KGN，再分散在合成生物材料中得到三維支架，這樣可使KGN穩定長期緩釋，而且該三維支架具有多孔結構及較好的力學性能，可廣泛應用于組織工程領域。

技術領域

本發明屬于生物材料技術領域，具體涉及一種緩釋Kartogenin的三維支架及其制備方法。

背景技術

Kartogenin(簡稱KGN)是一種smad4/smad5通路激活劑，促進多功能間充質干細胞選擇性分化為軟骨細胞。研究表明：單獨注射使用KGN時，可能很快被組織清除；另外，其疏水性和對非靶向組織的副作用也限制了其應用。

使用生物相容性良好的支架材料負載KGN用于軟骨再生，不僅可以提高KGN的親水性，還能將藥物定向釋放于靶組織，減少對正常組織的副作用，并通過支架材料逐漸降解使藥物緩慢釋放，從而延長藥物作用時間，提高療效。殼聚糖鏈中的氨基能和KGN分子中的羧基共價結合，從而改善KGN的親水性和藥代動力學。因此，用殼聚糖負載KGN能夠提高KGN的治療效果。Li等制備出poly(L-lactide-ε-glycolide)-poly(ethyleneglycol)-poly(L-lactide-ε-glycolide) (PLGA-PEG-PLGA)熱凝膠并負載KGN和BMSCs用于修復軟骨缺損。體外緩釋行為研究顯示196h后僅有42.4％的KGN從凝膠中釋放出來。體內動物實驗中，他們建立了兔子股骨髁全層軟骨缺損并作不同處理。結果發現，與其他組相比，熱凝膠同時負載KGN和BMSCs后植入缺損部位能使軟骨平面更加完整和光滑，有更多的GAGs和COLⅡ生成，同時正常軟骨組織的退化減少。Yin 等采用同軸靜電紡絲方法制備出負載KGN的P(LLA-CL)/膠原納米纖維支架用于氣管軟骨再生。理化性質檢測結果顯示該支架的親水性得到提高，同時其拉伸強度更接近人體氣管軟骨。體外KGN緩釋行為研究示，KGN能穩定持續釋放2月。體外細胞實驗結果顯示該支架能顯著促進軟骨細胞合成更多COLⅡ和GAG；與BMSCs共培養后能顯著提高該細胞COLⅡ和SOX9基因的表達水平。另外，Shi等采用一步技術將負載KGN的PLGA納米粒子與光交聯透明質酸凝膠支架整合注入動物軟骨缺損部位，促進正常透明軟骨生成，成功地修復了軟骨缺損；并證明該支架能持續緩慢釋放KGN，同時能促使內源性干細胞歸巢而無需植入外源性干細胞。

KGN難溶于水，三維打印支架制備過程中，難以與其他材料一起混；KGN 可促進軟骨細胞細胞外基質分泌和維持干細胞分化，但其長期穩定緩釋是一個難點。因此，現有技術有待改進。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種緩釋KGN的三維支架及其制備方法，旨在解決現有KGN難以長期穩定緩釋的技術問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供一種三維支架，所述三維支架包括合成生物材料和分散在所述合成生物材料中的介孔氧化硅納米微球，且所述介孔氧化硅納米微球的孔道內負載有Kartogenin。

本發明另一方面提供一種三維支架的制備方法，包括如下步驟：

提供介孔氧化硅納米微球和Kartogenin；

將所述Kartogenin負載至所述介孔氧化硅納米微球的孔道中，形成 MSN-KGN顆粒；

提供合成生物材料溶液，將所述MSN-KGN顆粒分散在所述合成生物材料溶液中，得到打印墨水；

將所述打印墨水打印成型，得到三維支架材料。