[發明專利]一種用于骨缺損修復的復合生物凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202210183628.4
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114533960A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 鄒茵;王洵
• 申請（專利權）人: 無錫市兒童醫院;無錫市第二人民醫院
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/12;A61L27/22;A61L27/52
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一種用于骨缺損修復的復合生物凝膠及其制備方法，所用種子細胞為鼻黏膜間充質干細胞，所述凝膠包括黑磷納米粒子、纖維蛋白原和凝血酶。本發明將黑磷納米粒子與纖維蛋白凝膠共混，在體外評估了該生物支架對鼻黏膜間充質干細胞生長、分化的影響，并將該生物活性支架移植入SD大鼠的牙槽骨缺損部位，評估其修復骨缺損的能力。結果表明，所述生物支架能夠促進骨缺損的修復，無免疫排斥反應，可以作為骨修復材料，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于骨組織工程技術領域，尤其涉及一種用于骨缺損修復的復合生物凝膠及其制備方法。

背景技術

骨缺損指創傷、炎癥、疾病等因素導致的骨質破壞，是一種臨床常見病。超過臨界尺寸的骨缺損或尺寸較小的骨骼上發生的骨缺損，往往難以自行完全愈合，需要進行手術干預。其中，牙周炎、外力損傷及先天性發育不良等導致的牙槽骨缺損的修復已成為臨床亟待解決的問題。目前，常見的治療方法包括自體骨移植、同種異體骨移植等。目前，骨缺損修復的金標準仍是自體骨移植，可以避免排斥反應，但需對患者進行二次手術，增加了感染的風險。異體骨移植來源更為豐富，但促進骨修復的效果差，且可能引起免疫反應。近年來，骨組織工程技術已經發展成為骨缺損修復的研究熱點。骨組織工程技術通過將自體分離的成骨細胞或干細胞體外擴增培養后種植于生物活性凝膠上，再將該凝膠植入骨缺損部位，通過干細胞向成骨細胞的分化及成骨細胞增殖、成骨，完成骨缺損部位的修復。

骨組織工程的種子細胞應具備以下特點：①對供體的損傷小，便于取材；②能夠生成骨組織或促進骨組織再生；③增殖能力強，無免疫反應等。間充質干細胞是一類具有自我更新能力和成骨、成神經、成軟骨等多種分化潛力的多能干細胞，是骨組織工程中常用的種子細胞。其中，位于下鼻甲呼吸道黏膜的鼻黏膜間充質干細胞(EMSCs)已被證明可以向外胚層和中胚層細胞分化，具有成骨、成脂、成神經等多種分化潛力(賀清華等.大鼠鼻黏膜外胚層間充質干細胞向成骨細胞和神經元的誘導分化.江蘇大學學報:醫學版,2011(3):5.)，且由于其易于取材、分離的特點，具有應用于骨組織工程的優勢。因此，構建搭載EMSCs的凝膠材料并通過嵌入促成骨因子促進骨生長，對臨床上骨缺損的修復有一定的應用價值。

骨缺損部位干細胞的生長需要支架材料的支撐，目前常見的支架材料有生物陶瓷、生物活性玻璃、金屬等，但硬度較大，可塑性較差。天然聚合物制備的水凝膠具有生物相容性好，可塑性高，利于種子細胞黏附、生長、遷移、分化等特點。纖維蛋白凝膠是由纖維蛋白原和凝血酶制備的天然高分子凝膠，可作為干細胞生長、分化的支架，已被用于骨缺損治療研究(張璐等.富自體濃縮生長因子纖維蛋白液在口腔骨缺損種植引導骨再生后的骨量變化.中國組織工程研究,2017,21(8):1186-1191.)。

在干細胞成骨分化、成骨細胞和破骨細胞相互作用過程中，骨缺損部位的微環境會影響修復效果。黑磷作為一種新型二維材料，由于其良好的生物相容性和優異的光電特性，有應用于生物醫學領域的獨特優勢。然而，少有研究報道過納米黑磷粒子在修復骨缺損，特別是牙槽骨缺損中的作用。

綜上所述，制備一種取材容易、生物相容性高、修復速度快，創面修復平整的負載干細胞的復合生物凝膠，對骨缺損的修復有重要的應用價值。

發明內容

[技術問題]

提供一種取材容易、生物相容性高、修復速度快，創面修復平整的負載干細胞的復合生物凝膠。

本發明提供一種用于骨缺損修的負載干細胞的生物凝膠，以EMSCs為種子細胞，以纖維蛋白凝膠作為細胞凝膠，通過復合黑磷納米粒子(BPNs)促進干細胞成骨分化。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明的第一目的在于提供一種用于骨缺損修復的復合生物凝膠，種子細胞為EMSCs，所述復合生物凝膠為負載EMSCs的含有黑磷納米粒子的纖維蛋白凝膠；所述纖維蛋白凝膠利用纖維蛋白原溶液和凝血酶溶液混合后凝固成型制得。