[發(fā)明專利]一種水凝膠負(fù)載細(xì)胞的3D骨修復(fù)支架及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811583252.6
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109568671B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李軍;劉雷;李沁;張正東
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)華西醫(yī)院
• 主分類號: A61L27/52
• 分類號: A61L27/52;A61L27/50;A61L27/22;A61L27/38
• 代理公司: 成都高遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發(fā)明提供了一種水凝膠負(fù)載細(xì)胞的3D骨修復(fù)支架，它是由含骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的甲基丙烯酸酐化明膠溶液經(jīng)交聯(lián)制備而成。本發(fā)明制備的水凝膠負(fù)載細(xì)胞的3D骨修復(fù)支架具有良好的力學(xué)性能和生物相容性；植入骨缺損部位后可有效促進(jìn)骨質(zhì)和血管的再生，同時(shí)可以提高骨缺損部位的力學(xué)強(qiáng)度，能有效促進(jìn)骨缺損的修復(fù)，具有良好的促骨再生能力，具有巨大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種水凝膠負(fù)載細(xì)胞的3D骨修復(fù)支架及其制備方法。

背景技術(shù)

人體骨組織不僅能夠支撐人體結(jié)構(gòu)，并保護(hù)人體器官，維持生命活動；同時(shí)能夠牽引肌肉產(chǎn)生運(yùn)動，完成生活中的各項(xiàng)活動。骨是人體重要的組成部分。但在生活中，人們常因?yàn)榧膊』蛞馔鈧υ斐晒侨睋p，給身體造成嚴(yán)重的傷害，也影響生活質(zhì)量。

傳統(tǒng)的金屬、陶瓷等骨修復(fù)材料的力學(xué)性能與人體骨相差甚遠(yuǎn)，植入后容易造成應(yīng)力屏蔽，導(dǎo)致周圍骨組織松動。水凝膠因其可根據(jù)原料組分，改變其理化性能，得到性能較優(yōu)異的骨修復(fù)材料，得到廣泛研究。但其同時(shí)也面臨一個(gè)問題，即缺乏一定的生物活性，對于骨缺損修復(fù)較慢。

因此，研究一種具有優(yōu)良力學(xué)性能，生物相容性好，具有生物活性，對骨缺損修復(fù)快的水凝膠骨修復(fù)材料具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種水凝膠負(fù)載細(xì)胞的3D骨修復(fù)支架及其制備方法。

本發(fā)明提供了一種水凝膠負(fù)載細(xì)胞的3D骨修復(fù)支架，它是由含骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的甲基丙烯酸酐化明膠溶液經(jīng)交聯(lián)制備而成。

進(jìn)一步地，所述甲基丙烯酸酐化明膠溶液中，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的密度為2x10⁶個(gè)/mL，所述甲基丙烯酸酐化明膠溶液的濃度是5％(w/v)。

進(jìn)一步地，所述交聯(lián)為光交聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述光交聯(lián)使用的交聯(lián)劑為Igucure500。

進(jìn)一步地，所述交聯(lián)劑的用量為甲基丙烯酸酐化明膠溶液的0.25％(w/v)。

進(jìn)一步地，所述光交聯(lián)為紫外光交聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述甲基丙烯酸酐化明膠的制備方法如下：

甲基丙烯酸酐與明膠經(jīng)過反應(yīng)、透析和凍干，即得；

其中，甲基丙烯酸酐與明膠的比為5:8(v/w)。

進(jìn)一步地，所述甲基丙烯酸酐與明膠的反應(yīng)為將明膠溶于濃度為10w/v％的CB緩沖液溶液中，40～60℃攪拌至形成均勻的明膠溶液，明膠溶液的濃度為8％(w/v)；并在此條件下將甲基丙烯酸酐逐滴添加到明膠溶液中，反應(yīng)2～4小時(shí)，即得甲基丙烯酸酐化明膠溶液；

和/或，所述透析為將制備得到的甲基丙烯酸酐化明膠溶液置于透析袋中，透析8～12天，每天早晚各換一次水；其中，透析袋的截留分子量為12000～14000。

本發(fā)明還提供了一種制備前述的骨修復(fù)支架的方法，它包括如下步驟：

(1)使用去離子水將甲基丙烯酸酐化明膠配制成濃度為5％(w/v)的甲基丙烯酸酐化明膠溶液，并加入光交聯(lián)劑，混勻混合，得混合溶液，將混合溶液經(jīng)過0.22微米濾膜過濾，與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞混勻制成細(xì)胞懸液；

(2)根據(jù)需要構(gòu)建骨缺損模型，并根據(jù)骨缺損模型制備相應(yīng)尺寸的PDMS模具；

(3)將細(xì)胞懸液加入PDMS模具中并給予紫外光照射，交聯(lián)后，即得。

進(jìn)一步地，步驟(1)中，交聯(lián)劑的用量為甲基丙烯酸酐化明膠溶液的0.25％(w/v)；

和/或，步驟(1)中，細(xì)胞懸液中骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的密度為2x10⁶個(gè)/mL。