[發明專利]一種機械性能增強型脫細胞脊髓生物材料支架及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110086054.4
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112755249B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 曾湘;馬瑗鍰;曾園山
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: A61L27/36
• 分類號: A61L27/36;A61L27/34;A61L27/50;A61L27/58;D04H1/728
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發明屬于生物醫學材料技術領域，具體涉及一種機械性能增強型脫細胞脊髓生物材料支架及其制備方法與應用，為克服現有脫細胞脊髓支架機械性能不足的問題，本發明采用電紡技術在脫細胞脊髓(DSC)外電紡一個聚乳酸?羥基乙酸共聚物(PLGA)外殼，構建得到一種機械性能增強型脫細胞脊髓生物材料支架。相比單純的DSC支架，本發明的生物材料支架具有增強的機械性能，抗壓能力更好，可以防止移植后材料的塌縮和被周圍組織的壓迫；經研究發現，將本發明的生物材料支架移植到大鼠全橫斷脊髓損傷區可以有效修復脊髓損傷，從而解決了脫細胞脊髓機械性能不好的問題，進一步促進脊髓損傷的原位修復。

技術領域

本發明屬于生物醫學材料技術領域，具體涉及一種機械性能增強型脫細胞脊髓生物材料支架及其制備方法與應用。

背景技術

脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是一種中樞神經系統損傷疾病，隨著經濟的發展和社會老齡化的加劇，發病率進一步升高。據統計，世界范圍內脊髓損傷每年的發病率為23/百萬，亞洲國家尤其中國和韓國發病率較高，為12.06-61.6/百萬。目前我國約有200萬脊髓損傷導致的截癱患者，并且每年以約5萬人的速度增加，而且呈現出高發病率、高致殘率、低齡化的趨勢，給家庭和社會帶來了巨大的經濟壓力。僅在中國，因脊髓損傷導致的政府直接經濟支出高達數十億，因此脊髓損傷的研究與治療成為世界各國研究的熱點。

近年來，再生醫學在治療脊髓損傷方面具有廣闊的前景，再生醫學中有兩大要素：一是種子細胞，二是生物材料。選擇理想的生物材料對于組織工程修復脊髓損傷來說至關重要，目前運用在脊髓損傷研究領域的包括天然來源的生物材料(以膠原、明膠、海藻酸鹽等為代表)、可降解高分子合成材料(以聚左旋乳酸(poly D,L-lactic acid,PLLA)為代表)以及脫細胞材料(以脫細胞坐骨神經、脫細胞視神經、脫細胞脊髓為代表)。一般認為，用原位的器官脫細胞來修復相應的器官損傷最符合器官原有的結構和細胞外基質成分，目前已有大量的脫細胞材料應用于相應的器官的研究，例如血管，骨，肺，心臟，皮膚以及周圍神經等。同理，可通過構建脫細胞脊髓(DSC)作為脊髓組織工程的支架用于治療脊髓損傷。盡管有研究表明，在脊髓損傷后，將DSC植入脊髓顯示出一定的結構或功能改善，但這種支架的一個重大障礙是其較弱的機械性能。事實上，新鮮DSC的彈性模量只有0.564MPa，由于柔軟，機械性能差，從而不能很好的維持支架形狀。通過交聯法(如使用京尼平交聯)改良后，其彈性模量提高到1.541MPa，但也只是正常脊髓灰質和白質彈性模量的一半，這種機械強度很難克服創傷性SCI后浸潤性纖維性瘢痕引起的組織收縮。因此，僅在脊髓內植入DSC會導致支架塌陷，并且會在在植入位點出現明顯纖維化。可見，研制機械性能優良的脫細胞脊髓支架顯得尤為重要。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種機械性能增強型脫細胞脊髓生物材料支架，該支架包括內部的脫細胞脊髓(DSC)以及環繞在脫細胞脊髓外圍的聚乳酸-聚羥基乙酸共聚物(poly D,L-lactic-co-glycolic acid，PLGA)外殼，通過在DSC外圍噴射PLGA靜電紡絲形成薄殼后制備得到，與單純的DSC支架相比，其機械性能提高10倍左右，解決了脫細胞脊髓機械性能不好的問題，可以有效推進脊髓損傷的原位修復。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

本發明提供一種機械性能增強型脫細胞脊髓生物材料支架，包括內部的脫細胞脊髓以及環繞在脫細胞脊髓外圍的PLGA外殼。

優選地，所述PLGA外殼通過電紡的方式噴在脫細胞脊髓的外圍，并形成緊密的一體化結構。

本發明通過添加PLGA外殼，增強了整個生物支架的機械性能，維持脫細胞脊髓支架的形狀，而電紡的方法可以使得外殼和內部的材料連接的更好，更牢固，內部支架不易滑脫，機械性能的增強可以防止支架移植到脊髓損傷處后塌陷，可作為一種有效治療脊髓損傷的新型生物材料。

本發明還提供了上述的機械性能增強型脫細胞脊髓生物材料支架在制備修復脊髓損傷的產品中的應用。