[发明专利]一种具有趋化功能的生物活性支架的制备和应用

说明书

所属技术领域

本发明专利涉及一种用于修复脊髓损伤的支架材料，尤其是能够吸引内源性细胞迁移、促进内源性细胞存活和分化的生物活性支架。

背景技术

目前，公知的用于修复脊髓损伤的支架是由支架和外源性细胞组成的。主要是通过外源性细胞移植到受损伤处来达到替换丢失神经元和治疗脊髓损伤的效果，而支架仅仅是作为一种支撑细胞附着的载体。但是，临床应用过程中，外源性细胞的移植面临着来源、伦理和免疫排斥等重重困难，这使得脊髓损伤的外源性细胞移植治疗受到了极大的限制。因此，找到一种有效的方式即可规避细胞移植的细胞来源性问题，又能满足脊髓损伤/移植区对内源性细胞迁移、存活、分化和提供营养活性因子的需求是关键。

细胞的靶向迁移及其机制，一直是科学家们关注的焦点。目前的研究主要集中于外源性细胞体内移植之后的定向迁移。将能够刺激细胞迁移的趋化因子注射到病变部位，能够将移植的外源性细胞特异性吸引迁移过来，并能呈现治疗和替换的效果。常用的趋化因子包括单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和基质细胞源性因子-1(SDF-1)等[Takeuchi H，et al.Intravenously transplanted human neural stem cells migrate to the injured spinal cord in adult mice in an SDF-1-and HGF-dependent manner.Neurosci Lett，2007，426(2)：69-74]。近年来，利用具有神经保护作用的营养因子作为趋化因子，也展现出很好的趋化效果，同时这些因子还具有营养细胞和改善脊髓损伤微环境的作用，如神经营养素-3(NT-3)等[Chen YF，et al.Neurotrophin-3 stimulates migration of mesenchymal stem cells overexpressing TrkC.Curr Med Chem，2013，20(24)：3022-3033]。

维甲酸(RA)是维生素A(Vit.A)的一种代谢产物。动物自身不能合成Vit.A，必须从植物中以胡萝卜素的形式和在动物中以视黄酸等形式摄取。RA在神经发育中扮演着主要角色。研究表明，RA能够诱导不同种类的特殊细胞用于移植治疗。本课题组前期研究发现，在体外，利用RA诱导骨髓间充质干细胞(MSCs)向神经组织细胞方向分化，提高相关受体mRNA表达水平[Zhang W，et al.Combination of adenoviral vector-mediated neurotrophin-3 gene transfer and retinoic acid promotes adult bone marrow cells to differentiate into neuronal phenotypes.Neurosci Lett，2006，408(2)：98]。在体内，经过RA诱导的MSCs在NT-3和督脉电针的协同作用下，具有向神经元方向分化的能力[Zhang K，et al.Electro-acupuncture promotes the survival and differentiation of transplanted bone marrow mesenchymal stem cells pre-induced with neurotrophin-3and retinoic acid in gelatin sponge scaffold after rat spinal cord transection.Stem Cell RevRep，2014，10(4)：612]。因此，RA在神经组织细胞的诱导和分化中有着关键性的作用。

目前在国内、外，一种自身具有生物活性并能够趋化内源性细胞迁移到脊髓损伤/移植处的支架材料仍未见报道。为此，我们设想构建一种具有趋化内源性细胞迁移功能的生物活性支架。拟将这种具有趋化活性支架移植入脊髓损伤处，调动内源性细胞迁移到损伤/移植处实施自我修复脊髓损伤。本发明的目的是想克服现有临床上治疗脊髓损伤的技术和方法上的不足，应用我们构建的具有趋化性能的生物活性支架为内源性细胞修复脊髓损伤提供崭新的思路和方法。

发明内容

为了克服现有的生物活性支架移植治疗脊髓损伤的方案不足，本发明专利提供一种具有趋化活性支架，该支架不仅能够吸引内源性相关细胞迁移到支架内部存活和分化，而且能够通过缓释神经营养因子和诱导因子来改善脊髓损伤/移植区的微环境。

本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：