[發(fā)明專利]一種多層組織工程化仿生骨膜支架及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210599226.2
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114949364B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雪寧;田羅強;李向鋒;肖玉梅;朱向東;張興棟
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/12;A61L27/38;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/24;A61L27/18;D04H1/435;D04H1/728
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉小彬

本發(fā)明公開了一種多層組織工程化仿生骨膜支架及制備方法和應(yīng)用，涉及高分子材料和生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。本發(fā)明的多層組織工程化仿生骨膜支架包括層層疊加的礦化納米纖維膜?細(xì)胞復(fù)合層，礦化納米纖維膜?細(xì)胞復(fù)合層包括礦化納米纖維膜和接種于礦化納米纖維膜上的干細(xì)胞。本發(fā)明的制備方法包括：靜電紡絲制得納米纖維膜；將納米纖維膜置于模擬體液中孵育，得到礦化納米纖維膜；將干細(xì)胞接種于礦化納米纖維膜上，得到礦化納米纖維膜?細(xì)胞復(fù)合層；將礦化納米纖維膜?細(xì)胞復(fù)合層進(jìn)行層層疊加，得到多層組織工程化仿生骨膜支架。本發(fā)明還提供了多層組織工程化仿生骨膜支架在制備促進(jìn)骨生長材料中的應(yīng)用。本發(fā)明模擬天然骨膜中復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，具有良好的促成骨性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料和生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，尤其涉及一種多層組織工程化仿生骨膜支架及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

疾病以及事故等原因造成的骨折是骨科臨床上最常見的外傷。不論是輕微的骨折修復(fù)還是大段骨的缺損修復(fù)，其修復(fù)過程均涉及細(xì)胞、組織，是一個復(fù)雜而精妙的再生過程。

骨膜是一個結(jié)締組織薄層，其通過Sharpey纖維與骨骼外表面緊密相連，并通過動靜脈串行的血管網(wǎng)絡(luò)為骨骼生長發(fā)育輸送相關(guān)物資。骨膜從結(jié)構(gòu)上可細(xì)分為三層，由上至下依次為成纖維細(xì)胞/膠原纖維層(ZONE III)、基質(zhì)層(ZONE II)和cambial layer(ZONEI)。三層之間沒有明顯的界限。其中，III區(qū)是骨膜的纖維層，細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞缺乏并且血管化程度低，粗大的纖維束為骨膜提供屏障與固定作用；并且由于屏障特性的存在，使得骨膜的滲透性呈現(xiàn)方向性和部位特異性。另外，神經(jīng)與微血管穿插其中，大部分神經(jīng)纖維末端位于III區(qū)的深層部位，少部分穿插進(jìn)入骨皮質(zhì)。II區(qū)是III區(qū)與I區(qū)協(xié)同作用的關(guān)鍵紐帶，多種細(xì)胞成分、膠原纖維、致密的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)圍繞該層，為骨膜組織提供充足血供和成骨相關(guān)因子，并輸送細(xì)胞，還賦予骨膜組織一定的緩沖應(yīng)力，也使骨膜組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更加豐富。I區(qū)血管缺乏，是由少量膠原纖維、彈性纖維和各種成骨潛能細(xì)胞構(gòu)成的薄層。

近年來，得利于生物學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合，極大地促進(jìn)了研究的深度與廣度。根據(jù)骨膜本身生物學(xué)基礎(chǔ)，骨膜組織工程(PTE)應(yīng)運而生，其主要包括支架、細(xì)胞和生長因子三大要素，三者互相協(xié)調(diào)與合作，達(dá)到了高效模擬天然骨膜的功能，以骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)(宿主骨與植入材料表面結(jié)合，引導(dǎo)骨形成)和骨形成(材料含有成骨分化潛能細(xì)胞，具有骨形成作用)作用機理完成骨再生。圍繞為細(xì)胞生命活動提供微環(huán)境、為礦化提供空間和原料以及刺激血管形成等要求，骨膜組織工程也是不斷地發(fā)展，而生物活性支架是PTE中重要一環(huán)，承載著支持與協(xié)助細(xì)胞自身、細(xì)胞與細(xì)胞間、細(xì)胞與機體之間的各種生理功能。國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用組織工程技術(shù)構(gòu)建仿生骨膜(Tissue Engineered Periosteum,TEP)已取得了一定的進(jìn)展。最初應(yīng)用脫細(xì)胞基質(zhì)支架材料，該材料脫去了細(xì)胞成分，保留細(xì)胞外基質(zhì)中的生物活性因子和結(jié)構(gòu)成分，但存在免疫排斥反應(yīng)。還有使用細(xì)胞片技術(shù)，其不使用外部支架，減少了外源性物質(zhì)所引發(fā)的并發(fā)癥。此外，合成高分子的研究增多，也促進(jìn)了骨膜組織工程的發(fā)展，但單純的合成材料生物活性的欠缺阻礙了其進(jìn)一步的利用，雖然復(fù)合天然高分子材料能彌補其缺點但對于重塑天然骨膜的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，達(dá)到對骨膜功能的仿生依然是需要克服的難點。

因此，提供一種仿生骨膜支架，能重塑天然骨膜的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于，提供一種多層組織工程化仿生骨膜支架，其能實現(xiàn)模擬天然骨膜中復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，并具有良好的促成骨性能。

本發(fā)明的目的之二在于，提供該多層組織工程化仿生骨膜支架的制備方法。

本發(fā)明的目的之三在于，提供該多層組織工程化仿生骨膜支架的應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供的多層組織工程化仿生骨膜支架，包括層層疊加的礦化納米纖維膜-細(xì)胞復(fù)合層，所述礦化納米纖維膜-細(xì)胞復(fù)合層包括礦化納米纖維膜和接種于礦化納米纖維膜上的干細(xì)胞。