[發明專利]利用脂肪組織直接再生肥大軟骨組織的方法

在審

• 申請號: 201910123193.2
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109675110A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 黃如林;李青峰;王文進;李佳奇;傅嬈
• 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: A61L27/36
• 分類號: A61L27/36;A61L27/38
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明提出了一種利用脂肪組織直接再生肥大軟骨組織的方法，包括：(1)微粒脂肪組織的體外增殖培養，形成富含豐富脂肪來源間充質干細胞(ASC)并仍具有多向分化潛能的組織塊；(2)肥大軟骨組織的體外構建，取步驟(1)體外增殖培養后的樣本，經過體外軟骨內成骨誘導培養，直接分化成肥大軟骨組織。其中，所述體外軟骨內成骨誘導培養包括成軟骨誘導培養和肥大誘導培養兩個階段；先使用成軟骨誘導培養基誘導培養，然后使用肥大誘導培養基誘導培養。本方法保留了細胞間的細胞外基質(ECM)，為ASC的分化提供了有利的“干細胞巢”，保留了干細胞多向分化潛能。

技術領域

本發明涉及骨組織再生技術領域，特別是指一種利用脂肪組織直接再生肥大軟骨組織的方法。

背景技術

傳統骨組織工程技術是將干細胞種植于生物材料上，經過一段時間的體外培養后，干細胞在生物材料上分化成骨細胞，分泌骨膠原，最終再生出新生骨組織，然后移植于骨缺損處，修復功能與外形的缺陷。目前，將實驗室的骨組織工程技術轉化應用到臨床主要面臨兩大挑戰：一方面，難于獲取到取材方便、損傷小、骨再生能力強的干細胞。目前，基于干細胞的組織工程技術主要通過體外擴增的方法從有限的臨床組織樣本中獲取足夠數量的干細胞，然后用于實驗室骨組織構建。但是，干細胞的成骨分化能力會隨著體外的傳代擴增而逐漸降低²，多次傳代的干細胞其誘導體內骨再生的能力顯著降低。另一方面，體外構建的骨組織缺乏有效的血管系統，大體積的組織工程化骨組織移植到受區后很難與受區再血管化，而導致移植手術失敗^3,4。有效地解決這兩大難題將會為組織工程技術的臨床轉化清除障礙。由于脂肪組織在人體存量大、獲取方便、對機體損傷小，越來越多的研究者開始使用脂肪來源干細胞(Adipose-derived stem cell,ASC)用于骨再生研究。研究表明，ASC在不同的體外誘導條件下可分化成骨細胞和軟骨細胞^5,6；在動物實驗中，將負載ASC的生物材料經過體外成骨誘導培養后植入到骨缺損處，可以促進缺損部位骨再生^7,8，其修復效果類似于負載了骨髓間充質干細胞(Bone marrow-derived mesenchymal stem cell,BMSC)的同類型生物材料^9,10。雖然ASC被證實可以有效誘導骨再生，但不容忽視的一個問題是ASC也會因傳代次數增加而逐漸喪失其作為間充質干細胞(mesenchymal stem cell,MSC)的多向分化潛能。

目前的方法存在以下幾個問題：1)干細胞經過長時間體外傳代后，逐漸喪失多向的分化潛能，包括骨再生能力；2)傳統的骨膜內成骨分化方案骨再生能力不足；3)單一干細胞構建的骨移植物缺乏成血管能力。

由于ASC具有可分化為多種細胞的功能，研究表明，ASC在不同的體外誘導條件下可分化成骨細胞和軟骨細胞，從而達到治療骨缺損的目的。研究發現細胞外基質(Extracellular matrix,ECM)可以為干細胞提供三維生存空間，調節各類生物信號分子進入干細胞巢，對干細胞的生物功能和分化命運起到了重要的調節作用。為提高骨缺損修復效率、簡化骨組織再生程序，有必要研發一種新的直接利用脂肪組織再生可用于骨缺損的肥大軟骨組織的方法，該方法需要保護干細胞的多向分化潛能。

參考文獻：

1.Campana V,Milano G,Pagano E,Barba M,Cicione C,Salonna G,Lattanzi W,Logroscino G.Bone substitutes in orthopaedic surgery:from basic science toclinical practice.J Mater Sci Mater Med.2014；25(10):2445-2461.