[发明专利]同种异体脂肪干细胞构建的组织工程化软骨

说明书

技术领域

本发明涉及医学和生物医学工程领域，更具体地涉及组织工程化软骨及其制备方法和用途。

背景技术

先天畸形、外伤、感染、肿瘤或骨软骨炎等疾病均可以导致软骨的缺损或损伤。由于软骨组织损伤后自我修复能力很低，因此，软骨缺损或损伤的治疗一直是修复重建外科面临的巨大挑战。目前临床上常用的治疗手段包括：自体软骨的游离或带蒂移植(主要取自体肋软骨)、异体软骨的游离移植、自体或异体软骨细胞注射移植、骨膜或软骨膜移植及应用人工假体等。但这些方法均存在明显的缺点，如：自体软骨移植供体来源少、创伤大、移植后易吸收缩小，还可能出现各供区并发症。异体和异种软骨移植物不但具有免疫原性，而且存在传播艾滋病、肝炎等病原体的危险。虽然人工合成的软骨组织代用品具有制作简单，使用方便等优点，但是替代材料只具备充填、支持及维持美观的作用，缺少软骨生物学功能，不是真正意义上的结构与功能重建，而且可能发生移植部位疼痛、人工代用品外露等问题，无法满足患者的治疗要求。

组织工程技术的兴起为软骨缺损的完美修复带来了新的希望。其基本原理是将有特定功能的细胞与一定形状的可降解生物材料结合，通过体外培养构建出有相应功能的活体组织用于组织缺损的修复，或直接将细胞-材料复合物植入体内组织缺损部位进行修复。软骨是最早应用组织工程技术构建成功的组织，目前应用软骨细胞为种子细胞在体内外已经能够成功地构建出精确形状的成熟软骨组织。但获取软骨细胞同样会面临软骨移植时存在的供区创伤大、供体来源不足及同种异体免疫排斥反应等问题，而且软骨细胞体外大量扩增极易发生老化与去分化，常规培养传代3～4次后即丧失软骨形成能力。

干细胞(stem cells)包括间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)和胚胎干细胞(embryonic stem cells，ESCs)的软骨分化潜能已被许多研究充分证实，但骨髓穿刺给病人带来很大的痛苦，胚胎干细胞应用又存在伦理问题。

成体干细胞的应用拓展了种子细胞的来源，但由于存在免疫原性等问题，目前只有将自体成体干细胞用于小动物的软骨组织缺损修复的尝试。

因此，本领域迫切需要提供一种软骨移植物，它可以使用来源更广泛的同种异体成体干细胞，并且将其用于大型哺乳动物。

发明内容

本发明旨在提供一种可用于大型哺乳动物的软骨移植物。

本发明的另一个目的是提供所述软骨移植物的制法和用途。

在本发明的第一方面，提供了一种软骨移植物，它包括：

(a)药学上可接受的生物可降解材料；

(b)脂肪干细胞；

并且具有与需修复的软骨缺损部位相匹配的形状。

在另一优选例中，所述的软骨移植物的形状与大型哺乳动物软骨组织缺损部位相匹配。

在另一优选例中，所述的软骨移植物的形状与关节部位相匹配。

在另一优选例中，所述的脂肪干细胞为同种异体脂肪干细胞或自体脂肪干细胞。

在另一优选例中，脂肪干细胞的含量为1×10⁷个细胞/ml移植物-1×10⁹个细胞/ml移植物。

在另一优选例中，所述的软骨移植物，还含有由脂肪干细胞诱导分化形成的软骨样细胞。

在另一优选例中，由脂肪干细胞诱导分化形成的软骨样细胞的含量为1×10⁷个细胞/ml移植物-9×10⁸个细胞/ml移植物。

在另一优选例中，所述的软骨移植物中还含有转移生长因子-β₃、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、骨形态发生蛋白-4(BMP-4)、骨形态发生蛋白-7(BMP-7)、软骨形态发生蛋白(CDMP)、血小板源性生长因子-BB(PDGF-BB)、胰岛素、胰岛素样生长因子(IGF)-1和2、碱性脂肪干细胞生长因子(bFGF)、角质细胞生长因子(KGF)、神经生长因子(NGF)和肝细胞生长因子(HGF)和表皮生长因子(EGF)中的一种或多种。

在另一优选例中，所述的药学上可接受的生物可降解材料选自下组：可降解性合成高分子材料、天然可降解材料、可注射性材料，及其混合物。

在另一优选例中，所述的药学上可接受的生物可降解材料选自下组：聚α-羟基酸、聚酸酐、聚偶磷氮、聚氨基酸、假聚氨基酸、聚原酸酯、聚酯尿烷、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚乙二醇、聚对二氧六环酮，及其混合物。