[发明专利]一种Ⅱ型胶原透明质酸复合海绵支架及其用途

说明书

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体涉及一种组织工程中软骨修复用的仿生II型胶原海绵支架。

背景技术

关节软骨主要由大量细胞外基质与分布在其中的高度特异性细胞-软骨细胞组成，软骨缺损在临床上尚无特效治疗方法，组织工程软骨移植是目前治疗软骨缺损最新、最有希望的治疗技术之一，即将体外培养的种子细胞种植于天然或人工合成的、可在机体降解和吸收的材料支架上，然后将复合物移植入动物或人体内的缺损部位，形成具有类似软骨结构和功能的组织，从而完成缺损部位的修复与再造。

组织工程支架材料实际扮演着细胞生长微环境的作用，细胞与基质之间的相互作用在软骨修复中非常重要。因此，良好的支架材料应提供与天然软骨组织相似的环境。软骨基质主要由II型胶原和蛋白多糖所组成；II型胶原呈网状结构分布于整个软骨基质中，其主要功能就是为软骨细胞提供张力和承受力，以防止软骨组织在受到外力时被撕裂，还为软骨细胞的粘附提供基础，并参与软骨细胞的表型分化的调节，但是II型胶原提取方法复杂，尤其是提取高纯度的II型胶原较为困难，目前市场上高纯度的II型胶原的价格较昂贵。叶春婷、李斯明等在《中国矫形外科杂志》2001年1月第8卷第1期上的“II型胶原的研制及其在软骨细胞培养中的应用”和《生物医学工程学杂志》上的“高纯度猪软骨II型胶原的制备与检测”等文献公开了的目前较为理想的II型胶原的提取方法，可以得到高纯度的II型胶原。透明质酸是蛋白多糖的重要成份之一，大量研究证实在维持软骨细胞表型、促进软骨基质分泌等方面发挥了重要的作用，现已作为关节功能改善剂和防粘连阻隔剂在临床上广泛使用。

以胶原和蛋白多糖复合天然支架材料的研究是软骨组织工程支架材料研究的重点。因为提取方法上的困难或成本的关系，国内外所用的胶原支架多以I型为主。Allemann等[J Biomed Mater Res.2001，55(1)：13-19]及吴炜等在“中国修复重建外科杂志”2007年第21卷第4期发表的论文报道I型胶原-透明质酸支架与软骨基质II型胶原结构相距甚远；II型胶原-透明质酸支架材料研究国内外报道较甚少，仅有Taguchi等[J Biomed Mater Res.2002，61(2)：330-336]和李长青等[第三军医大学学报，2005，27(13)]报道研制的II型胶原-透明质酸复合6-硫酸软骨素海绵支架，在制备方法上先用0.01mol/L盐酸溶解纯胶原海绵，配成1.25％(W/V)即12.5mg/ml的II型胶原溶液，并用1N盐酸调整pH值至1～2，再加入透明质酸钠溶液混匀，添加6-硫酸软骨素然后经过交联制成II型胶原复合海绵。

生理条件下，胶原和透明质酸带有相反的电荷，极容易形成聚合物(polyion complex，PIC)，而产生沉淀，导致胶原与透明质酸混合不均匀，这成为构建胶原透明质酸复合海绵支架的难题。目前采用的办法主要是将两者混合而形成的聚合物用匀浆器在低温下搅拌，得到均匀的混悬液后进行冻干和交联[Park，Biomaterials，2003，24：1631-1641，吴炜，中国修复重建外科杂志，2007，21(4)：401-405]；另外，李长青等[第三军医大学学报，2005，27(13)]报道研制的II型胶原-透明质酸复合6-硫酸软骨素海绵支架，其制备过程是用盐酸溶解成品II型胶原海绵，用1N盐酸调节pH值在1～2的条件下混合透明质酸钠，以抑制PIC的形成，然后搅拌混合。上述方法由于pH值太低会对胶原产生不良的影响，或对胶原的物理结构产生一定的破坏，使纤维断裂，只有采用较大浓度的(1.25％(W/V)即12.5mg/ml)的II型胶原溶液，才能制备出合适的孔径结构及一定的力学强度的海绵支架。上述方法所需胶原浓度太高(如公开号CN101066469A专利申请所述，或文献Allemann，JBiomed Mater Res，2001，55：13-19，常用胶原液浓度约0.5％较为理想)，造成生产成本较高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种组分与天然软骨相似，理化性能和生物相容性良好的人工合成的II型胶原透明质酸复合海绵支架。

本发明的II型胶原-透明质酸复合海绵支架，是通过如下方法制备的：

(1)II型胶原溶液的制备，提供高纯度II型胶原溶液；

(2)II型胶原溶液的浓缩，将步骤(1)得到的II型胶原溶液注入透析袋中，用足量的聚乙二醇粉剂包埋透析袋，然后置于低温下浓缩，收集备用；