[发明专利]一种组织工程软骨复合支架及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201510639642.0 申请日: 2015-09-30
公开(公告)号: CN105288737B 公开(公告)日: 2018-08-07
发明(设计)人: 彭江;尹合勇;王玉;汪爱媛;卢世璧;全琦;孙振;孙逊;许文静;郭全义;朱昀;刘舒云 申请(专利权)人: 中国人民解放军总医院;北京申佑生物科技有限公司
主分类号: A61L27/38 分类号: A61L27/38;A61L27/36;A61L27/54
代理公司: 北京君尚知识产权代理事务所(普通合伙) 11200 代理人: 余长江
地址: 100039*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 组织 工程 软骨 复合 支架 及其 制备 方法
【说明书】:

发明属于软骨组织工程领域。本发明公开了一种基于细胞外基质源性软骨微组织构建的组织工程软骨复合支架及其制备方法。具体而言,通过对新鲜软骨进行湿法粉碎、过筛、脱细胞等工艺,制备软骨细胞外基质源性微载体,可作为种子细胞扩增载体。生物反应器下,此微载体快速扩增软骨细胞并维持其表型,同时也可以促进干细胞向软骨方向诱导分化,并形成软骨微组织。将软骨微组织填充于具有良好力学性能的三维多孔支架的孔隙中,构建成本发明所述的组织工程软骨复合支架。这种复合支架具有良好的力学性能、富含天然软骨细胞外基质成分、为种子细胞的生长提供了良好的微环境、有利于干细胞向软骨方向诱导分化,并有望加速组织工程软骨的体内构建速度。

技术领域

本发明涉及软骨组织工程领域。具体涉及一种基于细胞外基质源性软骨微组织构建的组织工程软骨复合支架及其制备方法。

背景技术

因创伤、炎症、退变等原因导致的关节软骨损伤是骨科常见的疾病。由于关节软骨缺乏血管、神经的支配,因此其再生和自我修复能力及其有限,一旦损伤后,难以自身修复,随着病情的继续发展,必然出现骨性关节炎。这不仅严重影响患者的生活质量,并且给患者家庭带来沉重的经济负担。因此,为早期关节软骨损伤提供的有效治疗,阻止软骨损伤的进一步发展,减少骨关节炎的发病率十分重要。

临床上软骨损伤的治疗方法有骨膜修复、微骨折技术、自体软骨移植、异体软骨移植等,但这些治疗手段均存在不同方面的局限性,还不能从根本上解决软骨损伤治疗难题。软骨组织工程技术作为一种新的治疗手段正逐渐兴起,为这一常见损伤的治疗带来了希望。但是,对于当前的软骨组织工程技术,依然存在如下不足:

第一、如何在短时间内获得足够数量的种子细胞并具有较好的软骨细胞表型是软骨组织工程面临的一大难题。自体软骨细胞移植(ACI)所需的软骨细胞取自患者关节非负重区的软骨,并且需要平面培养传代以获得足够数量的软骨细胞,回植到软骨缺损处。但是随着体外传代次数的增加,软骨细胞常常发生去分化,其分泌特异性软骨细胞外基质的能力也随之下降。微载体培养细胞具有独特的优点:具有较大的比表面积;综合了悬浮培养和贴壁培养的优点;细胞所处环境均一,扩增容易;置于生物反应器中,环境条件(温度、PH、CO2等)容易测量和监测;培养操作可系统化、自动化,降低了污染发生的机会。因而微载体培养技术成为动物细胞大规模培养的新方法。大量研究证实微载体用于培养软骨细胞可以促进细胞增殖、维持软骨表型,而且可以使已分化的软骨细胞去分化。此外,微载体培养干细胞,有利于其向软骨方向定向分化。目前,微载体数量颇多,包括聚苯乙烯微载体、液膜微载体、中空多孔微载体、大孔明胶微载体及磁性微载体等。其成分大多为合成材料,与细胞的结合性能需要进一步提高。而且在使用时,需要用胰酶把种子细胞从微载体上消化下来,势必存在细胞外基质的损失,而且对细胞造成损失。

第二、支架的选材和构建方法有待改进;三维多孔支架在复合细胞培养过程中常碰到“空心”现象。即:多孔支架表面的细胞更易获得营养、代谢产物更易排出而大量增殖,而支架深层的细胞则因营养困难而数目较少,这显然影响组织工程软骨的构建质量;另外,研究表明以细胞外基质、胶原、海藻酸等天然生物材料构造的组织工程支架的软骨修复效果明显优于化学合成支架,但是多数天然生物支架的力学性能差,不能为组织工程软骨提供足够的应力支撑,这将导致修复组织与正常软骨整合不佳,引起周围软骨的退化,从而影响软骨修复效果。

第三、现有的组织工程软骨修复软骨缺损后,需要一个长期的机制分泌和塑形过程,使得现有软骨组织工程修复技术植入后康复期长,影响病人生活质量。如何缩短这一过程,加快软骨基质的分泌或塑形,所构建组织工程软骨的质量至关重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种新型的组织工程软骨复合支架及其制备方法。具体而言,以具有良好力学性能三维多孔支架作为主体支架,以软骨细胞外基质源性微载体为种子细胞扩增载体,生物反应器中共培养形成软骨微组织后,填充于三维多孔支架孔隙内,进一步构建了组织工程软骨复合支架。

以下对本发明进行详细描述:

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