[發明專利]一種注射用軟骨修復溫敏凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201911385051.X
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111068116B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 夏中博;左明星;李杰;孫敬超;劉鑫;齊磊
• 申請（專利權）人: 河北柯瑞生物醫藥有限公司
• 主分類號: A61L27/24
• 分類號: A61L27/24;A61L27/20;A61L27/22;A61L27/50;A61L27/52;A61L27/58
• 代理公司: 石家莊德皓專利代理事務所(普通合伙) 13129
• 代理人: 劉磊娜

本發明涉及一種注射用軟骨修復溫敏凝膠，其包括如下組分：殼聚糖、膠原蛋白、β?甘油磷酸鈉和成骨細胞因子，本發明制備的溫敏凝膠以殼聚糖與β?甘油磷酸鹽共混為基礎，同時加入膠原蛋白和細胞生長因子，使溫敏凝膠在軟骨缺損修復中，不但具有了可注射性、生物相容性和生物可降解性等功能，同時還為成骨細胞提供了有力的生長空間和誘導定向分化功能。本發明所提供的溫敏凝膠備使用操作簡單，軟骨修復效果良好，能縮短康復時間，極大地減輕了患者的痛苦。

技術領域

本發明屬于生物醫藥技術領域，具體地涉及一種注射用軟骨修復溫敏凝膠及其制備方法。

背景技術

軟骨主要由分散的圓形或橢圓形的軟骨細胞和濃密的細胞外基質組成，是一種無血管、神經和淋巴腺的組織。其細胞外基質主要由Ⅱ型膠原的網絡結構和羽毛狀的糖蛋白組成，為軟骨組織提供足夠的力學強度。這種結構特點使損傷的軟骨組織自修復能力十分有限。然而，軟骨組織的損傷或功能缺失在外科上很常見。隨著人口老年化和肥胖問題的日益嚴重，患關節炎的人數每年都在增加，也有很多人由于過度運動造成關節軟骨缺損。目前臨床上關節軟骨修復的治療方法主要有微骨折法、自體軟骨移植和同種異體軟骨移植。雖然這些方法成功地減輕了患者的痛苦、提高了軟骨的功能，但是上述方法存在供體來源不足、手術過程復雜、排異、修復的軟骨缺乏天然軟骨結構等缺點。這些缺陷甚至可能阻礙這些治療方法在臨床上的長期應用。

在組織工程領域，水凝膠是具有較大開發潛力的一類生物醫用高分子材料。水凝膠內部的三維網狀結構使得水凝膠自身能夠吸收大量的水分而發生溶脹，并在溶脹后繼續保持結構的穩定而不被溶劑溶解。水凝膠在與人體組織相接觸時，不會影響機體正常的代謝過程,同時培養在水凝膠中軟骨細胞的代謝產物又可以通過水凝膠內部的孔隙排出,表現出良好的生物相容性。與合成生物材料相比，以天然高分子材料為基礎的水凝膠在性質上更加類似于細胞外基質。水凝膠材料同時具備優良的力學性能，可以承載一定的力學載荷與壓縮變形。軟骨細胞在水凝膠支架中呈現圓形或者橢圓形的形態,與在天然軟骨基質中的形態更為接近,所以有利于軟骨細胞的正常表達。一定條件下，水凝膠可以保持流動性能，這樣就使得水凝膠具備可注射性。可注射的水凝膠支架可以充滿復雜的缺損組織部位，發揮在微創治療方面的優勢，作為組織工程支架材料，水凝膠具備生物相容性，生物降解性和力學性能等方面的優勢。

原位形成凝膠體系是一個研究的熱點，具有多種生物用途,主要應用于藥物緩釋，細胞培養和組織工程。原位形成凝膠體系在注射前保持溶液狀態，注射后可在人體溫度下形成凝膠。溶劑、紫外輻射、離子交聯劑、pH和溫度等因素都能夠導致原位凝膠的形成。以上形成方式不需要有機溶劑，共聚劑和引發劑等化學試劑，可降低水凝膠的生物毒性。其中通過溫度改變實行溶液-凝膠轉變可原位凝固的溫敏型材料，也是可注射植入材料的研究熱點。

殼聚糖是甲殼素脫乙酰基的衍生物，具有良好的生物相容性、可降解活性以及促，進組織再生活性。以殼聚糖為基材的溫敏凝膠系統可以在低溫或常溫下保持液體狀態，當溫度升高后發生相轉變。由于其相轉變條件溫和、具有良好的生物相容性等優點，近年來受到廣泛關注，已被應用于組織工程、藥物載體等領域。當凝膠形成后，由于疏水作用、氫鍵及共價鍵等靜電作用，使之具有多孔的網狀支架形態，并具有一定的機械強度和空間保持能力。因此，利用殼聚糖制備溫敏性凝膠具有廣闊的應用前景。其中殼聚糖與β-甘油磷酸鈉鹽共混凝膠是用殼聚糖與β-甘油磷酸鈉以適當的比例混合，可制得性能優良的溫敏凝膠。其溫敏性凝膠以其獨特的溫度敏感性能，再加上可注射性、優良的組織相容性、生物可降解性等特點，使其在組織工程領域有很高的用價值。然而，該凝膠誘導細胞增殖和促進軟骨修復的效果并不是很理想。

膠原蛋白是細胞外最重要的不溶于水的纖維蛋白，是構成細胞外基質的骨架主要成分之一；膠原蛋白在細胞外基質中形成半晶體的纖維，給細胞提供張力和彈性，并在細胞的遷移和發育中起作用。在軟骨修復中，膠原纖維形成網絡結構和支架，連接細胞，通過潤滑和趨化作用，引導成骨細胞遷入缺損區，因此在殼聚糖溫敏凝膠中加入膠原蛋白，有利于細胞的遷移和發育。