[发明专利]交联CGA的海藻酸钠‑明胶共混膜关节补片的制备方法及其应用在审

专利信息
申请号: 201711045000.3 申请日: 2017-10-31
公开(公告)号: CN107854730A 公开(公告)日: 2018-03-30
发明(设计)人: 程欣;李柯;闫语;李培芝;汪超杰;刘梦;张静;张萍 申请(专利权)人: 暨南大学
主分类号: A61L27/54 分类号: A61L27/54;A61L27/38;A61L27/22;A61L27/20
代理公司: 广州市华学知识产权代理有限公司44245 代理人: 崔红丽,陈燕娴
地址: 510632 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 交联 cga 海藻 明胶 共混膜 关节 制备 方法 及其 应用
【说明书】:

技术领域

发明属于医药技术领域,通过运用海藻酸钠-明胶共混膜交联CGA技术,制备一种关节补片,用于修复关节缺损,尤其针对骨关节炎(OA,osteoarthritis)相关的关节缺损,对OA的预后具有重要意义。具体涉及一种交联CGA的海藻酸钠-明胶共混膜关节补片的制备方法及其应用。

背景技术

随着生活质量的提高和体育事业的发展,肌肉、骨骼和关节相关疾病日益引起关注。关节软骨损伤是临床上十分常见的病症,迁延难愈,是骨科和运动医学的治疗难题。

关节软骨属于透明软骨,其细胞密度、增殖和迁移的能力都比较低,并且属于无血管组织,具有高度分化的特性,因此一旦受到损伤,组织再生、修复的能力非常有限(Richter W.Cell-based cartilage repair:illusion or solution for osteoarthritis.Current opinion in rheumatology.2007;19(5):451-6.);如果软骨损伤没有得到及时治疗处理,缺损会逐渐扩大至周围正常软骨造成进一步磨损,甚至引发骨关节炎(Osteoarthritis,OA)。关节软骨病变影响着数千万人的健康,是致残的主要原因之一。据统计,年龄范围在15~24岁的年轻人中有4~10%出现软骨病变,而年龄超过55岁的老年人中这个比例高达80%。

目前临床修复关节软骨损伤的常用方法有药物治疗、外科手术、中西医结合等,这些手段可以减轻关节疼痛和缓解肿胀等症状,但并不能有效地促进软骨组织的修复再生。因此,探索出促进软骨再生的治疗措施显得极为迫切。

近年来,随着组织工程和再生医学技术的不断成熟,关节软骨的修复技术有了新的突破。尤其是干细胞及其来源的软骨细胞体外培养后移植治疗,解决了软骨组织再生能力低的问题,已成为临床上治疗软骨损伤的有效方法。然而,研究发现体外有氧环境下培养的细胞移植进入类似关节腔内缺氧环境后,细胞活性及存活率均明显下降,影响了移植细胞进一步增殖和分化而来的软骨组织的厚度、机械强度等生物学特性,制约了软骨组织工程的应用和发展(Pfander D,Swoboda B,Cramer T.The role of HIF-1alpha in maintaining cartilage homeostasis and during the pathogenesis of osteoarthritis.Arthritis Res Ther.2006;8(1):104.)。寻找促进软骨细胞增殖、增强软骨细胞分泌基质的有效成分,是研究关注的重点。生长因子如IGF-1、bFGF、TGF-β等在促进干细胞增殖及成软骨分化方面有着明显的效果,但是具体到临床应用,价格昂贵及生长因子作用的广泛系统性也是需要考虑的因素。

正常关节的骨软骨组织结构,主要包括“透明软骨-界面结构(软骨钙化层)-软骨下骨”三部分(图1)。

在整个关节软骨中,水和蛋白质的含量,细胞形态以及纤维方向和直径均呈梯度排列。从浅表层至辐射层,胶原与水的含量显著递减,而胶原纤维直径逐渐递增。推测这是因为负荷转移物竞天择而成。骨软骨组织各层的结构、胶原纤维直径及排列的不同产生了一系列力学特性。软骨的压缩模量也遵循梯度变化,由浅表层的0.079MPa递增至软骨下骨的5.7GPa。该梯度特性对维持关节的正常功能与力学稳定有着重要意义,也是组织工程仿生策略的重点和难点。

由损伤而引起的关节软骨的降解和退变一直被看作是OA首要的发病因素。在软骨损伤和OA发生过程中,结构性损伤一般发生在软骨表层。首先是细胞外基质中的GAGs流失,胶原纤维所构成的网络被打乱;随后软骨细胞开始变性并且大量流失。最初的小范围局域性损伤逐渐扩大,最终蔓延到中、深层软骨(图1)。在此过程中,尽管缺损周围正常软骨细胞的代谢活性会加强,但合成代谢远低于软骨退变造成的分解代谢。

从图1可知,该模式图显示了骨与软骨组织不同的细胞组成、局部物理环境和代谢速率。由于软骨组织无血管、无神经的特殊结构,关节软骨一旦受到损伤,再生修复能力极度有限。同时软骨含水量高,细胞成分少,与新生或者植入组织整合能力差,限制了软骨的自发修复能力。这些特性使得软骨损伤后需要外源性因素改善修复效果,使得体外软骨组织工程的要求高于骨的修复。by Daniel J,2012。

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