[发明专利]修复软骨损伤之外科移植物

说明书

技术领域

本发明是关于一种用于修复软骨损伤之外科移植物。

背景技术

从1994年起，自体软骨细胞移植已被用于治疗软骨损伤，包括从正常软骨组织收集软骨细胞，尽可能地在体外于培养基中扩增这些细胞，接着藉由将此等扩增的细胞移植于人工支架，以充填软骨损伤。然而，仍有许多问题；例如，自体软骨细胞的来源有限，软骨细胞的增殖能力低下，以及它们独特的表型在扩增时可能会消失(Saadeh et al.，Human cartilageengineering：chondrocyte extraction，proliferation，and characterization forconstruct development.Ann Plast Surg 1999；42：509-13)。

间质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)能分化成结缔组织细胞系之细胞，包括软骨，也因此成为软骨组织工程之受人瞩目的细胞来源。许多方法曾被用于MSCs的软骨生成诱导。Kavalkovich等人提出团状培养法来模拟胚胎软骨发育之环境，其可获得高细胞密度之细胞，但是带有大量细胞的紧密细胞团却只有小量的软骨组织出现。因此，修复软骨缺损需要相当大量的细胞团块，然而大团块显示出周边有存活的细胞但团块中心坏死(Kavalkovich et al.，Chondrogenic differentiation of humanmesenchymal stem cells within an alginate layer culture system.In Vitro CellDev Biol Anim 2002；38：457-66.)。此外，团块不易操作及塑型成多种形状以供损伤修复所需。有鉴于此，团状培养并无法用于手术应用。再者，发现将人类MSCs(human MSCs，hMSCs)，包入洋菜胶或海藻酸盐胶可被塑造成多种形状并且形成实质上的软骨新生(Huang et al.，Chondrogenesisof human bone marrow-derived mesenchymal stem cells in agarose culture.Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol 2004；278：428-36；and Ma et al.，Chondrogenesis of human mesenchymal stem cells encapsulated in alginatebeads.J Biomed Mater Res A 2003；64：273-81)。然而，海藻酸盐或洋菜胶支架用于软骨组织工程有其缺点：细胞贴附差，而且当二价阳离子扩散于周围的培养基时，无法控制海藻酸盐的降解。此外，海藻酸盐基质过去曾用于活体内时，有报导指出当用于移植以治疗实验动物的软骨之全层损伤(full-thickness defects)时，会有严重的异体性巨大细胞反应与免疫反应(Hunziker，Articular cartilage repair：basic science and clinical progress.Areview of the current status and prospects.Osteoarthritis Cartilage 2001；0：432-63)。因此，海藻酸盐基质尚未曾用于人类患者的关节软骨修复。

所以，仍有需要来发展一种外科移植物以修复病患的软骨损伤。

发明内容

本发明是基于两个非预期的新发现，即(1)一种含包有类软骨细胞之胶原蛋白基质之移植物，当其移植到软骨损伤区时会修复软骨损伤，以及(2)在移植物与移植位置的组织间无空隙形成。

因此，本发明一方面的特征是一种软骨损伤-修复移植物，其包括胶原蛋白基质，其包入类软骨细胞并添加转化生长因子-β1(Transforminggrowth factor beta one，TGF-β1)。此移植物不具骨陷窝(Lacuna)，其制备方式是经由间质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)培养于含胶原蛋白之培养基，其添加转化生长因子-β1(Transforming growth factor beta one，TGF-B1)，条件为容许MSCs之分化成为类软骨细胞及移植物之形成。该类软骨细胞分泌糖胺聚多糖。该MSC可从骨髓、脂肪组织、肌肉组织、脱落乳牙的牙髓、脐带血、瓦顿氏凝胶、胎盘或脐带内膜中获得。