[发明专利]一种软骨组织工程支架及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种软骨组织工程支架及其制备方法与应用。它包括如下步骤制备：将生长因子荷载到纳米颗粒上，得到载生长因子的纳米颗粒；然后对其进行表面处理，使其表面具有可反应的活性基团；将带活性反应基团的聚乙二醇水溶液与如下1)和/或2)混合，得到荷载生长因子A和B的水凝胶；1)载生长因子A的纳米颗粒和载生长因子B的纳米颗粒；2)载生长因子A和生长因子B的纳米颗粒；在荷载生长因子A和B的水凝胶上荷载生长因子C，即得到软骨组织工程支架；其中，生长因子A、生长因子B和生长因子C均为促进软骨再生的生长因子，且各不相同。本发明支架模拟天然软骨组织结构与功能，荷载多种生长因子协同表达作用于软骨修复和再生。

技术领域

本发明涉及一种软骨组织工程支架及其制备方法与应用，属于组织工程支架制备领域。

背景技术

对于软骨组织工程而言，生物可降解的支架起着支持并诱导细胞生长和繁衍、规定再生组织形状和大小，并最终和机体组织结合在一起的作用，与细胞和生长因子一起成为组织工程的三大要素。目前，虽然有许多采用不同材料支架的软骨组织工程研究报道，但是由这些支架获得的软骨组织与先天软骨组织的结构和功能相比仍有差距。因此，要形成与先天软骨具有相似结构和功能的组织工程软骨，就必须要求支架能提供类似先天软骨对细胞所提供的物理和生物化学微环境，使细胞快速生长和繁衍。

PEG水凝胶具有非免疫原性、优异的亲水性能和良好的生物相容性等优点已被广泛用于生物医用应用，但由于其小尺寸三维网状结构孔隙使细胞难于进入生长，对蛋白存在抗粘附性使细胞难以在其上粘附生长，以及良好的亲水性使其载有的生长因子迅速释放，所以使PEG水凝胶作为组织工程支架并不理想。

聚乙交酯(PLA)、聚丙交酯(PGA)、聚己内酯(PCL)以及它们的共聚物等聚内酯具有良好的生物相容性、良好的机械性能和可调的降解速率已获得我国和美国等国家FDA的认证，成为可以应用于制备植入体内的医疗制品。

发明内容

本发明的目的是提供一种软骨组织工程支架及其制备方法与应用。

本发明以聚内酯为基材制备的纳米颗粒可与PEG形成孔隙尺寸和机械性能可调节的杂化水凝胶。而且聚内酯纳米粒子能有效地装载生长因子，而且释放生长因子行为可通过选择聚内酯材料的降解速率来调节。因此，如果将聚内酯类生物降解高分子纳米粒子与PEG作为组织工程软骨支架的基材不仅可以兼具安全性和有效性，而且能将多种与软骨再生相关生长因子一起荷载到具有结构可控的PEG与聚内酯纳米粒杂化水凝胶支架上，使它们按一定的时间和浓度释放以调控软骨细胞的增殖和分化，就有望成为具有先天软骨中细胞的生物化学和物理信号微环境功能的仿生软骨支架。

本发明提供的一种软骨组织工程支架的制备方法，包括如下步骤：(1)将生长因子荷载到纳米颗粒上，得到载生长因子的纳米颗粒；

所述生长因子包括生长因子A和/或生长因子B；所述载生长因子的纳米颗粒包括载生长因子A的纳米颗粒、载生长因子B的纳米颗粒和/或载生长因子A和生长因子B的纳米颗粒；

(2)对所述载生长因子的纳米颗粒进行表面处理，使其表面具有可反应的活性基团；

(3)将带活性反应基团的聚乙二醇水溶液与经步骤(2)处理的如下1)和/或2)中所述载生长因子的纳米颗粒混合，得到荷载生长因子A和B的水凝胶；

1)所述载生长因子A的纳米颗粒和所述载生长因子B的纳米颗粒；

2)所述载生长因子A和生长因子B的纳米颗粒；

(4)在所述荷载生长因子A和B的水凝胶上荷载生长因子C，即得到软骨组织工程支架；

其中，所述生长因子A、所述生长因子B和所述生长因子C均为促进软骨再生的生长因子，且各不相同。

上述的制备方法中，所述纳米颗粒为生物可降解纳米颗粒；