[發明專利]一種用于體外自組裝血管化的復合支架及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110891507.0
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113403257B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 胡慶夕;魯潤生;張海光
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 李博

本發明提供了一種用于體外自組裝血管化的復合支架及其制備方法和應用，屬于組織工程學技術領域。本發明提供的復合支架以聚乙烯醇水凝膠作為外部支架，利用聚乙烯醇水凝膠優異的機械性能、低降解率和低溶脹率，使得灌輸通道能夠在長期灌輸培養液的狀態下保持完整性，并支撐內部支架不變形，同時維持生成血管的形態；具有交聯網絡結構的內部支架能夠進一步維持生長血管的形態；在外部支架和內部支架間設置細胞涂層能夠使細胞定向入侵支架內部，從而生成血管化網絡。

技術領域

本發明屬于組織工程學技術領域，具體涉及一種用于體外自組裝血管化的復合支架及其制備方法和應用。

背景技術

組織工程學的目標之一是生成可作為供體材料替代的組織，以修復或替換受損的組織或器官。為此目標生產的組織的大小通常大于營養和氧氣的擴散極限。因此，需要提供一種可以在組織內分配營養的系統，即血管化網絡系統。未做預血管化的大塊組織植入后，作為異物反應的一部分，血管網絡通常會侵入植入組織。然而，這是一個長達幾天甚至于幾周的過程，組織中間的細胞將在相當長的一段時間內缺乏營養，導致次優的組織整合或細胞死亡。因此，體外預血管結構網絡的構建是目前生物制造領域解決血管化的有效途徑之一。

目前，構建體外預血管化網絡的制備方法主要分為兩種：一種是通過3D打印，犧牲材料等方法構建出較為宏觀的微血管通道，但是由于水凝膠的溶脹性會使灌輸通道難以保持，且這類方法難以制備出符合要求的毛細血管網絡結構；另一種是通過內皮細胞共培養，復合促血管生長因子等方法，讓內皮細胞自組裝形成微血管結構，雖然這類方法可以制備出細微的毛細血管結構，但是由于水凝膠的降解往往會難以維持生成血管的形態，離生成真正成熟的分級血管網絡，還相差甚遠。因此，如何解決保持灌輸通道的完整性且維持生成血管的形態成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于體外自組裝血管化的復合支架及其制備方法和應用。本發明提供的復合支架具備優異的機械強度，能夠保持灌輸通道的完整性，同時維持生成血管的形態。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種用于體外自組裝血管化的復合支架，包括外部支架和內部支架；

所述外部支架的橫截面為“凹”形；所述內部支架為長方體；

所述外部支架包覆于所述內部支架的底面和兩個相對的側面；

所述外部支架與內部支架相接觸的兩個側面設置有人臍靜脈內皮細胞涂層；

所述外部支架中包覆內部支架側面的側壁中設置有垂直于橫截面的灌輸通道；

所述外部支架的材質為聚乙烯醇水凝膠；

所述內部支架的原料包括甲基丙烯酸酐化明膠溶液和海藻酸鈉溶液；

所述甲基丙烯酸酐化明膠溶液的組成包括：苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸鋰、血管內皮生長因子、PBS溶液和甲基丙烯酸酐化明膠；

所述外部支架和內部支架具有交聯網絡結構。

優選地，所述人臍靜脈內皮細胞涂層的厚度為0.5～1.5mm。

優選地，所述灌輸通道的數量為兩個，分別設置于外部支架的兩個側壁中。

本發明還提供了上述技術方案所述復合支架的制備方法，包括如下步驟：

(1)將聚乙烯醇與有機溶劑混合后澆注，進行交聯成形，得到外部支架；

(2)將第一甲基丙烯酸酐化明膠溶液與人臍靜脈內皮細胞混合后涂覆于所述步驟(1)得到的外部支架的內側面上，得到涂層支架；

(3)將第二甲基丙烯酸酐化明膠溶液和海藻酸鈉溶液混合后澆注于所述步驟(2)得到的涂層支架的凹槽內，依次進行光固化交聯和二次交聯，得到復合支架。