[发明专利]具有潜在形式的生长因子的生物材料

说明书

技术领域

本发明主要涉及生物材料领域，其可用于例如组织工程。尤其是，本发明涉及用于组织工程或修复的产品和方法，例如用于骨(bone)和软骨组织工程或修复。本发明主要涉及潜在形式的生长因子在生物材料表面上的固定，涉及制备这种生物材料的工艺，以及涉及使用这种生物材料的方法。

背景技术

先天性异常或疾病和损伤引起的软骨退变(cartilage degeneration)由于使组织内源性愈合潜能受限，因而具有重要的临床地位。软骨是无血管组织(缺乏血液供应)，而它的伤口愈合反应意味着，特别是在成人中，没有或几乎没有对受损的关节软骨进行自我修复的能力。因此，对软骨的损害(例如软骨损伤)可能会造成局部软骨细胞不完善的修复尝试。尽管全关节置换术的相对成功，修复软骨损伤的治疗总是不尽如人意，很少能恢复全部功能或回复至组织的天然正常状态。因为这些分子的毒性和多效性以及功效所需的非生理性的高剂量，全身性给药生长因子以帮助软骨组织修复并非可任意实施的(Prud’homme & Piccirillo，2000.J.Autoimmun.，14，23-42)。对于关节软骨损伤，一些帮助修复的技术包括用骨膜(软骨膜)移植再建缺陷的表面或使用骨膜瓣(periosteal flap)或生物材料瓣与自体软骨细胞植入的组合。两种方法主要限于很小的局部损害，且重生软骨的特性(纤维对透明)仍不明确。自体骨软骨镶嵌移植成形术(Mosaicplasty)是另一种常见方法，它是从非承重表面(通常在股骨)取出软骨栓子(osteo-chondral plugs)并将其移植到缺陷处，但该技术伴随患病率，可能在移植的栓子之间形成纤维软骨。对于由损伤造成的大的软骨缺损或骨关节炎造成的软骨损伤(其可能是大的且无限制的)，现有的治疗都是不适宜的，通常会实施全部或部分关节置换术。

在最近十年间，新的组织工程观念给功能性组织代用品的产生赋予了希望，包括软骨(Ng et al.，2007.Ann Biomed Eng.35，11，1914-23)，骨(Fedorovich et al.，Tissue Eng Part A.2008，14，1，127-33；Yefang et al.，2007.Int J Oral Maxillofac Surg.36，2，37-45)和许多其他组织例如皮肤(Priya et al.，2008.Tissue Eng Part B Rev.，14，1，105-18)，神经元，肝脏等(参照Lee et al.，2008.Tissue Eng Part B Rev.，14，1，61-86)，它是通过在体外构建三维组织结构体(constructs)，用于随后在体内植入或直接在体内注射/植入。基本原理是使用生物相容性的，结构和机械性上适宜的，接种了适宜的细胞源的支架，并在支架中填入生物活性分子以促进细胞分化和/或成熟。有许多方法可构建组织，使用天然和合成的生物材料支架结合异源的和自体来源的成熟的，祖细胞或干细胞(Kim & Recum，2008，Tissue Eng Part B Rev.，14，1，133-47)，加上特定的诱导生长因子(诸如骨诱导性，软骨诱导性等)和它们的组合，以驱动例如骨发生(osteoinductive)和软骨发生(chondrogenesis)。