[發明專利]一種軟骨組織工程支架及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010847289.6
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN114073791B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 沈紅;吳德成
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: A61L27/52
• 分類號: A61L27/52;A61L27/56;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/26
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種軟骨組織工程支架及其制備方法與應用。它包括如下步驟制備：將生長因子荷載到納米顆粒上，得到載生長因子的納米顆粒；然后對其進行表面處理，使其表面具有可反應的活性基團；將帶活性反應基團的聚乙二醇水溶液與如下1)和/或2)混合，得到荷載生長因子A和B的水凝膠；1)載生長因子A的納米顆粒和載生長因子B的納米顆粒；2)載生長因子A和生長因子B的納米顆粒；在荷載生長因子A和B的水凝膠上荷載生長因子C，即得到軟骨組織工程支架；其中，生長因子A、生長因子B和生長因子C均為促進軟骨再生的生長因子，且各不相同。本發明支架模擬天然軟骨組織結構與功能，荷載多種生長因子協同表達作用于軟骨修復和再生。

技術領域

本發明涉及一種軟骨組織工程支架及其制備方法與應用，屬于組織工程支架制備領域。

背景技術

對于軟骨組織工程而言，生物可降解的支架起著支持并誘導細胞生長和繁衍、規定再生組織形狀和大小，并最終和機體組織結合在一起的作用，與細胞和生長因子一起成為組織工程的三大要素。目前，雖然有許多采用不同材料支架的軟骨組織工程研究報道，但是由這些支架獲得的軟骨組織與先天軟骨組織的結構和功能相比仍有差距。因此，要形成與先天軟骨具有相似結構和功能的組織工程軟骨，就必須要求支架能提供類似先天軟骨對細胞所提供的物理和生物化學微環境，使細胞快速生長和繁衍。

PEG水凝膠具有非免疫原性、優異的親水性能和良好的生物相容性等優點已被廣泛用于生物醫用應用，但由于其小尺寸三維網狀結構孔隙使細胞難于進入生長，對蛋白存在抗粘附性使細胞難以在其上粘附生長，以及良好的親水性使其載有的生長因子迅速釋放，所以使PEG水凝膠作為組織工程支架并不理想。

聚乙交酯(PLA)、聚丙交酯(PGA)、聚己內酯(PCL)以及它們的共聚物等聚內酯具有良好的生物相容性、良好的機械性能和可調的降解速率已獲得我國和美國等國家FDA的認證，成為可以應用于制備植入體內的醫療制品。

發明內容

本發明的目的是提供一種軟骨組織工程支架及其制備方法與應用。

本發明以聚內酯為基材制備的納米顆粒可與PEG形成孔隙尺寸和機械性能可調節的雜化水凝膠。而且聚內酯納米粒子能有效地裝載生長因子，而且釋放生長因子行為可通過選擇聚內酯材料的降解速率來調節。因此，如果將聚內酯類生物降解高分子納米粒子與PEG作為組織工程軟骨支架的基材不僅可以兼具安全性和有效性，而且能將多種與軟骨再生相關生長因子一起荷載到具有結構可控的PEG與聚內酯納米粒雜化水凝膠支架上，使它們按一定的時間和濃度釋放以調控軟骨細胞的增殖和分化，就有望成為具有先天軟骨中細胞的生物化學和物理信號微環境功能的仿生軟骨支架。

本發明提供的一種軟骨組織工程支架的制備方法，包括如下步驟：(1)將生長因子荷載到納米顆粒上，得到載生長因子的納米顆粒；

所述生長因子包括生長因子A和/或生長因子B；所述載生長因子的納米顆粒包括載生長因子A的納米顆粒、載生長因子B的納米顆粒和/或載生長因子A和生長因子B的納米顆粒；

(2)對所述載生長因子的納米顆粒進行表面處理，使其表面具有可反應的活性基團；

(3)將帶活性反應基團的聚乙二醇水溶液與經步驟(2)處理的如下1)和/或2)中所述載生長因子的納米顆粒混合，得到荷載生長因子A和B的水凝膠；

1)所述載生長因子A的納米顆粒和所述載生長因子B的納米顆粒；

2)所述載生長因子A和生長因子B的納米顆粒；

(4)在所述荷載生長因子A和B的水凝膠上荷載生長因子C，即得到軟骨組織工程支架；

其中，所述生長因子A、所述生長因子B和所述生長因子C均為促進軟骨再生的生長因子，且各不相同。

上述的制備方法中，所述納米顆粒為生物可降解納米顆粒；