[发明专利]一种负载KGN的胶原/壳聚糖/透明质酸钠复合支架

说明书

技术领域

本发明属于生物医用领域，具体涉及一种负载KGN的胶原/壳聚糖/透明质酸钠复合支架。

背景技术

近年来随着人口老龄化加速，越来越多的人为关节软骨损伤而困扰，其中尤以骨关节炎（Osteoarthritis, OA）患者为重。OA是一种由多因素引起的退行性病变，以关节软骨退化、关节边缘和软骨下骨反应性增生为特征，临床表现为缓慢发展的关节疼痛、压痛、僵硬、关节肿胀、活动受限和关节畸形等。临床上治疗OA最有效的方法为关节置换术， 但该方法有可能引起诸多不良反应，并且价格昂贵，一般只应用于晚期的OA患者。目前，对于早、中期OA患者尚无有效的治疗手段，大多数方法只能暂时缓解患者的症状，无法延缓或阻止OA的进程。因此，开发一种有效的OA治疗方法和技术迫在眉睫。

近年来，大量的研究表明OA与关节软骨退变有关。因此，有效修复OA患者关节软骨退变可能是OA临床治疗的一个有效途径。在关节软骨缺损修复中，应用干细胞定向分化的方法再生关节软骨已经成为研究热点。间充质干细胞（Mesenchymal stem cell, MSC）具有多向细胞分化潜能，如能合理促进OA患者MSC向软骨细胞定向分化则对治疗OA具有重要意义。

在2012年，一种新的小分子化合物kartogenin (KGN)被发现，它是由Johnson等从22000多种结构不同的杂环类药性分子中筛选出的一种复合物，能有效地促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化，因此，应用KGN促MSC软骨定向分化作用开发一种负载KGN的软骨修复支架可能有效应用于OA的软骨缺损修复。

胶原( Collagen, COL)是很多组织的细胞外基质成分，并已应用于多种组织工程支架材料中，但由于其单独应用具有降解速率快、机械性能差等不足，因此常与其他材料复合。

壳聚糖（Chitosan，CS）是一种天然高分子生物材料，主要存在于海洋生物的壳中以及真菌细胞壁中，是一种来源广泛、容易获得并具有良好生物相容性的可降解生物材料。它具有无毒性、无刺激性、生物相容性、生物可降解性、易于改性等优良性能，是一种应用较多的组织工程支架材料，在骨、软骨和皮肤组织工程等方面表现出了良好的应用前景。

透明质酸钠（Hyaluronic acid sodium salt，HAS）是皮肤和其它组织中广泛存在的天然生物分子，是构成人体细胞间质、关节滑液等结缔组织的主要成分，在关节腔中几乎以纯态形式存在。它能促进细胞的增殖、分化，清除氧自由基，促进伤口愈合、调节渗透压、润滑、促进细胞修复及改善关节的重要作用。在临床OA非手术治疗中，补充外源性透明质酸钠是常用方法之一，具有提高滑液中透明质酸钠含量、改善病理情况下滑液的生理功能、缓解关节疼痛、保护软骨和滑膜免受破坏等作用。

本发明综合KGN、天然胶原、壳聚糖、透明质酸钠的各自优点，制备一种可用于骨关节炎软骨缺损修复的复合支架。它可通过释放负载的KGN促使自体骨髓来源MSC软骨方向分化，同时通过支架降解释放透明质酸钠增强修复效果，以达到缓解和治疗OA的目的。

发明内容

本发明目的是提供一种用于骨关节炎软骨缺损修复的负载KGN的胶原/壳聚糖/透明质酸钠复合支架及其制备方法。所制备的复合材料，具有良好的生物相容性、可降解性和无免疫原性的特点，同时该支架材料可有效促进关节软骨的重建和再生，是一种较好的适用于中、早期骨关节炎治疗的医用材料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负载KGN的胶原/壳聚糖/透明质酸钠复合支架，以胶原溶液、壳聚糖溶液、透明质酸钠溶液和负载KGN小分子的PLGA微球为主要原料制得，所述胶原溶液浓度为0.6wt%，壳聚糖溶液浓度为1wt%，透明质酸钠溶液浓度为1wt%；所述胶原溶液、壳聚糖溶液和透明质酸钠溶液的体积比为1~10:10:1~10；复合支架中负载KGN小分子的PLGA微球的质量百分数为0.03wt%。

所述胶原来源于鱼皮、猪皮、牛皮或牛腱。

所述负载KGN小分子的PLGA微球制备方法如下：

（A）准确称取200 mg PLGA溶于10 mL 二氯甲烷，超声振荡形成油相（O）；

（B）再准确称量10mg KGN置于1 mL的超纯水与甲醇的混合液（超纯水与甲醇的体积比为1:1）中，在37℃下使其完全溶解形成内水相（W1）；

（C）将步骤（B）所述内水相（W1）缓慢注入步骤（A）所述油相（O）中持续搅拌乳化10 min，使其均匀分散形成初乳乳剂（W1/O）；