[发明专利]用于快速再生血管化组织的人工结构体及构建方法与应用

说明书

本发明提供一种可用于快速再生血管化组织的人工结构体及其构建方法，所述人工结构体包含细胞/水凝胶微球、组织相关细胞、血管化细胞、生长因子缓释微球和载体材料。其中，细胞/水凝胶微球内部均匀分布组织相关细胞，微球外部含有血管化细胞层；载体材料中均匀分布细胞/水凝胶微球、组织相关细胞、血管化细胞、生长因子缓释微球。本发明的人工结构体可通过生物反应器培养获得具有类血管网络结构的血管化组织前体，或移植入体内再生血管化功能组织。获得的组织前体或功能组织具有一定生理功能，可用于组织发育、疾病发生、药物开发与检测、组织再生和修复等体内和体外研究。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地说，涉及一种可用于快速再生血管化组织的人工结构体及其构建方法与应用。

背景技术

20世纪80年代组织工程开始应用于医学领域的研究，其目标是开发和最终应用生物代用品，以恢复、维持或改善组织功能。通过组织工程，可在实验室设计和制备生物工程化组织。可以将所述工程化组织植入体内以达到恢复、替代、维持或提高组织器官功能的目的。

工程化组织的体内移植方式可分为创伤性移植和微创手术两种。临床使用时，工程化组织必须具有厘米级的较大体积，并且包裹大量细胞才能完成修复或替换体内受损组织的作用。大体积植入物对手术方式提出了较高要求，目前常用的仍是创伤性移植手术方式。注射式的微创手术方式由于其创伤小、疼痛感低、手术复杂度低、伤口隐蔽等特点受到医生和患者欢迎。

大体积植入物在体内存活的另一个重大挑战则是快速、充分的血管再生，因为当每个细胞距离最近的血管的距离大于200μm时，就存在营养供给不足的问题，最终导致细胞坏死。而在没有外界条件干预的情况下，血管长入植入物的速度极慢，一般在几毫米/天的量级。血管化问题被认为是限制组织工程发展的瓶颈问题之一。目前成功的组织工程产品主要是皮肤植入物，其特点是二维尺寸较大，但在高度方向上尺度较小，对血管化要求不高。

目前亟需可用于微创注射移植和快速体内血管化的工程化组织。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于快速再生血管化组织的人工结构体及构建方法与应用。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种可用于快速再生血管化组织的人工结构体的构建方法，包括以下步骤：

S1、组织细胞水凝胶微球的制备；

S2、组织细胞水凝胶微球在细胞培养液内培养得到组织细胞微球，微球中细胞增殖和/或分化为离散细胞或呈细胞团簇状态；

S3、将涂覆材料均匀涂覆在S2制备的组织细胞微球表面，得到具有涂层的组织细胞微球；

S4、将血管化细胞A与S3制备的具有涂层的组织细胞微球混合，在血管细胞培养液内培养3-5天，得到含血管细胞层的组织细胞微球；

S5、血管化生长因子1缓释微球的制备；

S6、人工结构体的制备：将S4制备的含血管细胞层的组织细胞微球、S5制备的血管化生长因子1缓释微球、血管化生长因子2、血管化细胞B、组织细胞与载体材料混合，在含血管细胞培养液与组织细胞培养液的混合培养液内培养，即得可用于快速再生血管化组织的人工结构体。

其中，所述血管化生长因子1、2为相同或不同的血管化生长因子；所述血管化细胞A、B为相同或不同的血管化细胞。

本发明中，所述血管化生长因子为任意促进毛细血管发生和促进血管成熟的细胞因子。所述血管化生长因子1、2选自血管内皮细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板衍生生长因子、转化生长因子、血管生成素-1等血管相关生长因子中的至少一种，优选血管内皮细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板衍生生长因子；

更优选地，所述血管化生长因子1为碱性成纤维细胞生长因子和血管内皮细胞生长因子，所述血管化生长因子2为表皮生长因子。