[發(fā)明專(zhuān)利]一種負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠、制備方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011387383.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112521638A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉飛;張秀華;孫婷;凌沛學(xué);陳勉;邵華榮;劉霞;劉英梅;郭新艷;何小華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東省藥學(xué)科學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/24
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/24;C08J3/075;C08L77/04;C08L5/08;C08L5/02;C08L89/00;A61L27/52;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/26
• 代理公司: 北京秉文同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11859
• 代理人: 張文武;陳少麗

本發(fā)明涉及屬于生物組織工程領(lǐng)域，更具體地，涉及一種負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠、制備方法及應(yīng)用。所述方法包括：將交聯(lián)劑、水溶性天然可降解聚合物以及骨形成蛋白于注射用液體或水性緩沖液中混合反應(yīng)，得到負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠。本發(fā)明制備的負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠具有良好的生物相容性和生物降解性，避免了二次手術(shù)取出植入材。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于生物組織工程領(lǐng)域，更具體地，涉及一種負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，由創(chuàng)傷、感染、腫瘤或先天性遺傳疾病引起的骨損傷是一種常見(jiàn)的骨科疾病。骨組織本身具有一定的自動(dòng)修復(fù)和再生的能力，但是，大面積的骨缺損需要通過(guò)外部干預(yù)的方法進(jìn)行治療，其再生修復(fù)仍然是臨床醫(yī)學(xué)面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。目前，自體骨移植和異體骨移植是治療骨損傷的常用方法。作為金標(biāo)準(zhǔn)的自體骨移植具有骨引導(dǎo)、骨誘導(dǎo)和骨再生的三大特性，但自體骨的獲取數(shù)量受到很大限制，同時(shí)對(duì)患者來(lái)說(shuō)存在創(chuàng)傷大、手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)和風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。對(duì)于異體骨移植來(lái)說(shuō)，不可預(yù)知的骨整合效果和潛在的對(duì)于致死性病原體的傳播是限制其廣泛應(yīng)用的最大瓶頸。

骨形成蛋白(BMP)是TGF-β超級(jí)家族成員，它們是骨骼器官形成發(fā)生和保持穩(wěn)態(tài)的多效調(diào)節(jié)劑。其中尤以骨形成蛋白-2(BMP-2)、骨形成蛋白-7(BMP-7)誘骨活性最好，能夠誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化，提高細(xì)胞的堿性磷酸酶活性和骨基質(zhì)礦化水平，為多能細(xì)胞分化成礦物質(zhì)沉積成骨細(xì)胞提供主要信號(hào)。目前BMP-2己成為最常用的蛋白質(zhì)植骨替代物，經(jīng)美國(guó)國(guó)家藥物監(jiān)督管理局(FDA)以及歐洲藥品管理局(EMA)準(zhǔn)許用于醫(yī)治脊柱融合，也是目前唯一能避免骨移植的治療方案。但BMP是一種不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，半衰期短，在體內(nèi)維持其生物活性的時(shí)間僅數(shù)分鐘。若大劑量持續(xù)給藥，不僅增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也會(huì)引起異位骨化、骨囊腫、炎癥等副反應(yīng)。因此為了提高患者用藥順應(yīng)性，克服BMP半衰期短等問(wèn)題，同時(shí)使其在缺損部位保持長(zhǎng)期刺激作用，實(shí)現(xiàn)有效骨愈合，選擇合適的遞送系統(tǒng)是控制臨床要求劑量和釋放時(shí)間的關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)多利用水凝膠與BMP-2復(fù)合，但是其反應(yīng)條件往往不夠溫和，或者交聯(lián)成型后的水凝膠會(huì)帶有一定的細(xì)胞毒性，存在生物相容性差或免疫原性等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠的制備方法，包括：

將交聯(lián)劑、水溶性天然可降解聚合物以及骨形成蛋白于注射用液體或水性緩沖液中混合反應(yīng)，得到負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠。

進(jìn)一步地，所述將交聯(lián)劑、水溶性天然可降解聚合物以及骨形成蛋白于注射用液體中混合反應(yīng)包括：

將所述交聯(lián)劑溶于所述注射用水或水性緩沖液中形成交聯(lián)劑溶液；

將所述骨形成蛋白加入所述交聯(lián)劑溶液；

加入所述水溶性天然可降解聚合物，進(jìn)行反應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述水溶性天然可降解聚合物的分子量為50-300萬(wàn)道爾頓，所述水溶性天然可降解聚合物的含量為50-200mg/ml；所述交聯(lián)劑的含量為2-10μL/ml；所述骨形成蛋白的含量為0.5-5mg/ml。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)溫度為37-60℃，反應(yīng)時(shí)間為2-10h；優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為40-50℃，反應(yīng)時(shí)間為3-8h；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為5h。

進(jìn)一步地，所述交聯(lián)劑包括為1,4丁二醇二縮水甘油醚、戊二醛、N-羥基琥珀酰亞胺酯、碳化二亞胺、京尼平、胱胺、己異二氰酸酯、疊氮二苯基膦、聚乙二醇二丙烯酸酯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽中的一種或多種；所述水溶性天然可降解聚合物為聚谷氨酸、透明質(zhì)酸、黃原膠、殼聚糖、普魯蘭多糖、羧甲基淀粉中的一種或多種。

另一方面，還提供一種負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠，由上述的方法制備。

進(jìn)一步地，經(jīng)所述負(fù)載骨形成蛋白的水凝膠培育細(xì)胞增殖率為90％以上。