[发明专利]包括颗粒蛋壳膜的组织工程化支架

说明书

本发明提供了三维(3D)、多孔、生物可降解的和生物相容的组织工程化支架，其中至少25％w/w的支架是在其中基本上均匀分布的颗粒蛋壳膜(ESM)并且支架是基本上干燥的。还提供了通过冷冻干燥和冷冻消融制备其的方法以及其在组织工程化的方法和促进伤口愈合中的用途。

本发明提供了三维(3D)、多孔、生物可降解的和生物相容的组织工程化支架，其包括颗粒蛋壳膜(ESM)。更具体而言，至少25％w/w的支架是颗粒ESM，其基本上均匀地分布在其中，并且支架是基本上干燥的。已经令人吃惊地发现，这种支架在结构和功能上的表现都与现有支架相当，但是颗粒ESM的使用代表着显著更加成本有效的产品，以及降低的病原体风险和减少免疫学或毒物学问题的可能，该颗粒ESM是一种蛋工业的丰富副产物，主要由结构蛋白和细胞外基质组分——其包括胶原、透明质酸、糖胺聚糖、角蛋白样和弹性蛋白样蛋白质——组成。也提供了这种支架在组织工程化方法中的用途，其包括伤口护理、骨修复、神经再生、组织和器官再造以及组织和器官构建。这种方法可以是体外的或离体的以及体内的。简单地，也提供了用于生产特定支架的成本有效的方法。

在本领域，天然和合成材料都已经用于制备组织工程化支架。这种材料通常是聚合物，其能够形成3D构造并且提供适合的和足够的配体，以促进细胞迁移、黏着、增殖和/或新生细胞外基质产生。更具体的实例包括天然(纤维)蛋白质和多糖，例如那些细胞外基质(胶原、纤维蛋白、角蛋白、弹性蛋白和糖胺聚糖(例如透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素、硫酸类肝素和乙酰透明质酸))和藻酸盐、果胶、脱乙酰壳多糖、纤维素(包括氧化再生纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素)和纤连蛋白。人工支架材料包括PLA(聚乳酸)、聚乙醇酸(PGA)和聚己酸内酯(PCL)、聚二烷酮(PDS)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(poly(ethylene oxide terephthalate))(PEOT)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)、氮化硅和其共聚物例如聚丙交酯-共-乙交酯(PLAGA)和PEOT/PBT、羟基磷灰石、和磷酸钙(Ca-P)和其衍生物，例如硅酸盐化的磷酸钙和β-磷酸三钙(β-TCP)。

已知基于3D蛋白质的结构或基质有助于破损皮肤中的组织再生并且也可以促进慢性伤口比如溃疡的伤口愈合。商业上可得的基质的范例产品是Integra DermalRegeneration Template(Integra Biosciences)和Oasis(Healthpoint，SmithNephew)。

Integra是一种由胶原和糖胺聚糖制造的开孔海绵并且指示用于全厚度皮肤修复。其使得细胞迁移通过该结构，其又促进其在组织再生过程中的再吸收。其具有空间填充特性并且尤其可用于治疗烧伤和慢性伤口。该产品的组成相对简单的并且制造相对简单，其包括胶原和GAG的水性悬浮液，随后冷冻干燥，以产生干燥稳定的海绵。

Oasis是源自猪小肠黏膜下层的层状或薄片样结构。其使得细胞附着至表面并且其通过伤口愈合过程被再吸收。其比空间填充更局部，但是在伤口愈合过程中被组织周转替代。但是，其不是开孔海绵。其是由脱细胞的ECM组成的相对复杂的产品。其制造相对昂贵。

近来，已经显示当作为完整的膜放置在破损皮肤上时，完整的母鸡蛋壳膜(ESM)可用于促进伤口愈合(Yang，J-Y等2003.Chang Gung Med J)。

ESM是一种复合的富含双层蛋白质的纤维结构，其出现在鸟蛋的蛋清和蛋壳之间。研究已经显示，这种膜包含按重量计约90％的蛋白质(包括胶原、弹性蛋白、纤连蛋白肽生长因子、卵转铁蛋白、赖氨酰氧化酶(lysl oxidase)和溶菌酶)和锁链素、异锁链素和糖胺聚糖(例如硫酸皮肤素、硫酸软骨素和透明质酸)。这些蛋白质密切反映了脊椎动物的细胞外基质的组分。ESM可容易通过各种机械方式与蛋壳和蛋的内部组分分开，以生产基本上纯的ESM制品。该程序是简单和低成本的，产生充足供应的低成本产品。