[发明专利]一种多糖-多巴胺复合生物胶及应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种生物胶，特别涉及一种可直接粘附于受损软骨表面，促进其他生物活性物质或细胞粘附的生物胶的制备以及其在软骨表面的涂覆方法。

(二)背景技术

软骨由软骨细胞产生的一种特殊的细胞外基质构成，无血液供应，其组成成分主要有透明质酸、硫酸软骨素、II型胶原等。而软骨细胞通常处于骨软骨交界处，数量有限且因细胞外基质的限制，迁移能力很弱。由于软骨的这些特征，导致其在损伤后较难治愈。近年来发展出的“自体软骨细胞移植”(ACI)技术，即提取患者体内的健康软骨细胞经体外培养大量扩增后植入病变区修复病变软骨，其有疗效率在70～85％。但在软骨浅层损伤的治疗中，由于原生软骨表面较差的细胞粘附能力，若直接将种子细胞注射入损伤处，会导致种子细胞大量流失。随着组织工程的发展，多种支架被研发，其可为种子细胞提供良好的生存环境，促进组织修复。但在软骨浅表层损伤中，支架也难以与周围的组织良好的整合，从而导致新生组织与原组织分离，严重影响修复效果。因此，对于浅表层软骨损伤的修复，需要研发一种新的材料，能良好连接软骨组织与植入细胞或生物活性分子。

在此，本发明提供了一种生物相容性良好的生物胶对软骨表面进行改性，增加其对于细胞或其他生物活性分子的粘附能力，从而有效提高修复效果。该生物胶使用软骨细胞外基质中的主要组成成分硫酸软骨素或透明质酸作为主要原料，通过接枝多巴胺增加其组织粘性。硫酸软骨素与透明质酸均为天然多糖，均具有良好的生物相容性、生物可降解性、吸收水分和养分的能力、促进软骨细胞增殖等特性；而多巴胺分子中的儿茶酚基团与氨基团易发生氧化而自聚，可在几乎任何材料表面形成紧密附着的聚多巴胺涂层；同时，其也是体内神经递质的一种，具有良好的生物相容性。因此，可以利用多巴胺的组织粘性制备适用于软骨组织的生物胶，修复浅表层软骨损伤。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种多糖-多巴胺复合生物胶及修复浅表层软骨缺损中的应用，具体是通过化学合成方法成功地在多糖分子上修饰多巴胺，制备出多糖-多巴胺复合物这一新型生物胶，利用多巴胺氧化自聚合性质，在软骨表面形成一层多糖-多巴胺涂层，改善软骨表面细胞及生物活性分子粘附能力差的问题，同时保持软骨表面原有的结构，可有效提高浅表层软骨缺损的修复能力。

本发明采用的技术方案是：

本发明的目的是一种多糖-多巴胺复合生物胶，所述生物胶按如下方法制备(制备过程始终处于惰性气体氛围中)：(1)在惰性气体氛围中，将多糖溶于pH值5～6的MES(吗啉乙磺酸)缓冲液中制成多糖溶液；所述多糖为硫酸软骨素钠盐或透明质酸钠；(2)在惰性气体氛围中，将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺钠(sulfo-NHS)溶于pH值5～6的MES缓冲液制成EDC混合液，然后将该EDC混合液加入步骤(1)制备的多糖溶液中，在20～30℃反应0.5～1小时，再向反应液中加入多巴胺溶液，20～30℃继续反应1～4小时，反应物以蒸馏水为透析液，在透析袋中透析1～3天，取截留液冷冻干燥，获得多糖-多巴胺复合生物胶；所述多巴胺溶液是将多巴胺溶于pH值5～6的MES缓冲液制成，所述多糖溶液的用量以多糖质量计，所述多糖与EDC和sulfo-NHS投料质量比为1：0.8～3：0.8～3，所述多巴胺溶液用量以多巴胺质量计，所述多糖与多巴胺质量之比为1：0.8～3；所述MES缓冲液的用量对本发明没有影响，通常优选所述EDC混合液体积是多糖溶液体积的1/40～1/100倍，所述多巴胺溶液体积是多糖溶液体积的1/40～1/100倍。

进一步，所述步骤(1)将多糖溶于pH值5～6的MES缓冲液中制成终浓度1～10mg/mL(优选2.5～5mg/mL)的多糖溶液。

进一步，所述步骤(2)所述透析袋的截留分子量为3000～3500或8000～14000。

进一步，所述步骤(2)所述冷冻干燥条件为压力0～20Pa，温度-105～-110℃，时间48～72小时，优选10Pa，温度-105～-110℃，时间48～72小时。

进一步，所述步骤(1)和步骤(2)所述惰性气体均为氮气或氦气，优选氮气。

进一步，步骤(2)所述多糖与EDC和sulfo-NHS投料质量比为1：1～2：1～2(更优选1:1.1:1.2)，所述多巴胺溶液的用量以多巴胺质量计，所述多糖与多巴胺质量比为1：1～2(优选1:1.1)。