[发明专利]一种组织工程软骨支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于组织工程技术领域，尤其是涉及一种组织工程软骨支架及其制备方法。

背景技术

关节软骨是关节功能执行的必要成分，由骨组织及其周围的软骨膜构成，软骨组织则由软骨细胞、基质及纤维构成。软骨在关节功能中发挥着重要的作用。然而，关节软骨损伤是十分常见疾病，临床上各种原因进行的关节镜手术约80%的病人均发现有软骨损伤，20%为较重的软骨损伤。由于软骨内缺乏血管组织，而且软骨组织细胞被包裹在基质成分中，不能迁移到损伤部位修复缺损，致使关节软骨损伤后的自愈能力很差，不能实现再生。软骨损伤若不及时治疗，容易造成关节弹响、僵硬、疼痛加重等，最终需要关节置换，严重影响患者生活质量。

目前，针对软骨组织损伤治疗方法由关节灌洗术、关节清理术、骨膜移植、软骨移植和自体软骨细胞移植等。但是该些方法存在着明显的不足，关节清理术只能暂时缓解症状；微骨折受伤只能在缺损部位再生纤维软骨，不能达到正常软骨的力学要求；自体软骨仅适用于软骨缺损面积较小的损伤治疗。现有制备方法也得不到合格适用于人体的组织工程软骨。

由此可见，常规治疗关节软骨损伤的方法和手段存在明显的不足，治疗的效果并不理想。因此，如何基于软骨组织的结构，在体外条件下制备组织工程软骨，应用于软骨损伤的修复，为软骨缺损治疗提供最佳的选择，具有较好的临床应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种组织工程软骨支架及其制备方法，该制备方法具有流程简单，制备的组织工程软骨支架合格率高，该组织工程软骨支架具有生物相容性好，毒性低，适用范围广，各项性能参数均适合人体软骨组织修复的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种组织工程软骨支架的制备方法，其包括以下步骤：

步骤A：提取Ⅱ型胶原蛋白；

步骤B:利用所述Ⅱ型胶原蛋白、透明质酸、硫酸软骨素以及羟基磷灰石制备初级CII-HA-CS-HAP三维软骨支架；

步骤C:利用EDC/NHS系统将步骤B中的初级CII-HA-CS-HAP三维软骨支架进行交联，再冷冻干燥得到CII-HA-CS-HAP三维软骨支架；

步骤D:对所述CII-HA-CS-HAP三维软骨支架进行消毒，得到可应用于人体的组织工程软骨支架。

本发明的一个实施例中，所述的Ⅱ型胶原蛋白从牛骨、猪骨、羊骨中提取得到或者所述Ⅱ型胶原蛋白通过基因工程菌株生产得到。

本发明的一个实施例中，在所述步骤B中，所述Ⅱ型胶原蛋白、所述透明质酸、所述硫酸软骨素配制成1%-2%(m/V)的溶液；

其中，所述透明质酸溶液和所述硫酸软骨素溶液混合后，再加入透明质酸溶液或者硫酸软骨素溶液质量的4-14倍的Ⅱ型胶原蛋白溶液得到CII-HA-CS混合液；

所述羟基磷灰石添加量为所述Ⅱ型胶原蛋白、透明质酸和硫酸软骨素总质量的30%-80%，与所述CII-HA-CS混合液形成均一的混合溶液。

本发明的一个实施例中，所述均一的混合溶液转移至24孔板中，冷冻干燥得到初级CII-HA-CS-HAP三维软骨支架。

本发明的一个实施例中，所述初级CII-HA-CS-HAP三维软骨支架浸泡在含乙醇、MES、NHS、EDC的混合溶液中，在培养箱中20℃-25℃条件下交联24-36小时得到CII-HA-CS-HAP三维软骨支架。

本发明的一个实施例中，所述步骤D中，所述CII-HA-CS-HAP三维软骨支架通过紫外线、Co⁶⁰灭菌或环氧乙烷灭菌进行消毒。

本发明的一个实施例中，所述步骤B中，通过3D打印机得到初级CII-HA-CS-HAP三维软骨支架。

本发明还提供一种应用上述方法制备的组织工程软骨支架，该组织工程软骨支架吸水率为300-600%，孔隙率为90%以上，孔径为50-300 μm，抗压强度为大于8kPa。

本发明的一个实施例中，所述组织工程软骨支架3周的降解率为15%-35%。

本发明的一个实施例中，所述组织工程软骨支架经过小鼠成软骨细胞ATDC-5培养，可使得成软骨细胞ATDC-5生长良好。

本发明的有益效果为：