[發(fā)明專利]一種組織工程生物支架的制備方法及其用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110986859.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113648461A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王友;苑志國(guó);呂卓誠(chéng);劉鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61L27/36
• 分類號(hào): A61L27/36;A61L27/10;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/56
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;張業(yè)民

本發(fā)明涉及一種組織工程生物支架的制備方法及其用途，屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域。包括生物活性玻璃納米球和脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)；生物活性玻璃納米球和脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)建成復(fù)合支架。復(fù)合支架既具有脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)支架的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又克服了單純脫細(xì)胞軟骨支架的一些缺點(diǎn)，增加了支架的生物活性，同時(shí)也增加了支架的力學(xué)特性，可以使支架更好的促進(jìn)軟骨和骨軟骨的再生修復(fù)。本發(fā)明利用脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)可凍干成型并可以進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)的特性，克服了生物活性玻璃納米球作為顆粒型產(chǎn)品不易成型的缺點(diǎn)，充分利用了生物活性玻璃納米球高比表面積，可溶解性以及離子緩釋特性等優(yōu)點(diǎn)，提供了一種良好的組織工程生物支架。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種組織工程生物支架的制備方法及其用途，屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

軟骨損傷后往往會(huì)伴隨著軟骨下骨的改變，并且會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展。而軟骨本身由于缺少血運(yùn)，損傷后難以自我修復(fù)，一直以來(lái)都是難以解決的臨床難題。近年來(lái)，隨著再生醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，組織工程軟骨修復(fù)技術(shù)給軟骨的損傷修復(fù)帶來(lái)了新的希望，尤其是基于組織工程支架的軟骨修復(fù)策略，正越來(lái)越成為軟骨修復(fù)研究的熱點(diǎn)。在前期研究工作中，利用脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)建了軟骨趨向支架(中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)朇N200810057373.7，CN200510073008.1)，不僅具有良好的三維孔隙結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的生物相容性，同時(shí)具有縱向趨向的仿生結(jié)構(gòu)。正常軟骨的細(xì)胞外基質(zhì)是軟骨細(xì)胞生長(zhǎng)代謝的天然微環(huán)境，有利于軟骨損傷后的再生修復(fù)；而脫細(xì)胞過(guò)程需要采用物理化學(xué)甚至酶的方法，脫細(xì)胞過(guò)程中難以避免會(huì)導(dǎo)致天然細(xì)胞外基質(zhì)中大量活性成分的丟失。另外，軟骨再生最優(yōu)的微環(huán)境是軟骨發(fā)育的微環(huán)境，因此，脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)支架需要進(jìn)一步的功能化以達(dá)到最優(yōu)的有利于軟骨發(fā)育的微環(huán)境。

生物活性玻璃是一種具有特殊組成，并且可降解的、具有良好生物活性的組織修復(fù)材料，因其可溶解性以及成分結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性，可以作為一種良好的離子緩釋載體。尤其是對(duì)于利用溶膠凝膠法制備的生物活性玻璃納米微球，與傳統(tǒng)的生物玻璃相比具有更高的比表面積、生物活性和降解率，尤其是可通過(guò)金屬元素的摻雜，構(gòu)建具有多重離子緩釋功能的納米球，其釋放的不同離子，如硅(Si)、鈣(Ca)等離子，能夠在基因水平上調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖、分化以及代謝等生物活動(dòng)，有利于組織的再生修復(fù)，并且動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，生物活性玻璃不會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)的毒性，也不會(huì)產(chǎn)生免疫或炎癥反應(yīng)。但是生物活性玻璃納米球均為顆粒型產(chǎn)品，其組分均存在析晶趨勢(shì)，很難通過(guò)燒結(jié)法制備具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的組織工程支架，并且單純的生物玻璃組分中SiO₂含量高，生物活性偏低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決如何獲得一種性能更優(yōu)的脫細(xì)胞軟骨基質(zhì)支架的技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到解決上述問(wèn)題的目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是提供一種組織工程生物支架，包括生物活性玻璃納米球和脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)；生物活性玻璃納米球和脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)建成復(fù)合支架。

本發(fā)明提供一種組織工程生物支架的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：利用溶膠凝膠法制備生物活性玻璃納米球，將一定量的蒸餾水和無(wú)水乙醇混合，加入氨水調(diào)節(jié)PH至堿性；加入正硅酸乙酯，快速攪拌，反應(yīng)30分鐘；加入四水硝酸鈣，反應(yīng)4小時(shí)；8000轉(zhuǎn)/分鐘，離心10分鐘，收集反應(yīng)產(chǎn)物，然后分離，用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌2次；50℃烘箱過(guò)夜烘干，然后700℃馬弗爐中燒結(jié)，研磨后得到普通生物玻璃納米球；

步驟2：利用物理粉碎差速離心法制備脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)凝膠；取新鮮軟骨片若干，無(wú)菌蒸餾水洗凈后，反復(fù)凍融；將凍融若干次的軟骨片物理粉碎，直至打成漿料；

步驟3：將軟骨勻漿進(jìn)行差速離心，首先2000轉(zhuǎn)/分鐘，離心5分鐘，去掉沉淀；然后6000轉(zhuǎn)/分鐘，離心5分鐘，去除沉淀，最后10000轉(zhuǎn)/分鐘，離心30分鐘，去掉上清，下層即為脫細(xì)胞軟骨細(xì)胞外基質(zhì)凝膠；