[发明专利]一种组织工程化牙槽骨组织及其制备方法

说明书

本发明公开了一种组织工程化牙槽骨组织及其制备方法。所述组织工程化牙槽骨组织包括含有种子细胞和细胞外基质的细胞聚合体和3D定制化促进骨形成的支架材料。本发明的组织工程化牙槽骨组织可以在体内形成新的牙槽骨组织结构，恢复牙槽骨水平向或垂直向骨高度。本发明具有制备方法简单、可塑形、多种种子细胞可供利用、含有大量的细胞外基质、体外培养和制备周期短等优点。与目前存在的其他类型牙槽骨技术相比，具有更好的生物活性，良好的生物安全性，并可显著缩短新骨形成时间。

技术领域

本发明涉及组织工程技术领域，特别涉及一种用于牙槽骨组织重建与再生的组织工程化牙槽骨组织及其制备方法，用于牙齿拔除后位点保存，牙槽骨组织水平和垂直向的骨增量。

背景技术

因炎症、创伤或手术等原因造成的牙槽骨缺损是常见的临床问题。牙槽骨缺损可引起面容改变，导致牙齿松动、脱落，这严重影响后期缺牙的义齿修复，给患者带来极大的痛苦。因此，探索牙槽骨缺损修复的方法，再生具有生物活性的天然牙槽骨对患者面容恢复和缺牙修复临床意义重大。

目前临床上采用牙槽骨缺损修复主要有两种：一种为可吸收或不可吸收植骨材料，包括烧结异种骨、同种异体骨等。利用上述植骨材料进行诱导骨再生（guided boneregeneration, GBR），这种方法利用成骨细胞吸附于植骨材料表面进而矿化成骨，这种成骨方式存在成骨速度慢，具有感染风险，骨吸收明显，与天然骨相比生物活性和机械差等；另一种为自体骨移植，包括带血管蒂自体骨或单纯游离自体骨移植，这种方法外科操作要求严格，供区组织损伤，主要适用于较大上、下颌骨缺损修复。因此，目前临床上缺乏一种适用于牙槽骨局部缺损再生修复具有天然牙槽骨组织生物活性和机械性的结构和方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种组织工程化牙槽骨组织及其制备方法，以获得具有三维立体结构，良好可塑性和强度，充足种子细胞和丰富细胞外基质，良好生物学活性并无生物安全风险的组织工程化牙槽骨组织。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种组织工程化牙槽骨组织，包括含有种子细胞和细胞外基质的细胞聚合体以及3D定制化支架材料。

通过采用上述技术方案，本发明的细胞聚合体中细胞外基质存储大量I型胶原、骨涎蛋白、RunX2等成骨相关因子，促进了种子细胞分化为成骨细胞和细胞外基质的矿化，同时细胞聚合体复合支架材料可以提供更好的可塑性和成骨诱导作用，显著加速牙槽骨的再生，获得了意想不到的技术效果。

进一步的，所述种子细胞为骨髓间充质干细胞、牙周膜干细胞或脂肪干细胞。

通过采用上述技术方案，本发明采用三种子细胞主要由于牙周膜干细胞临床取材有限，常来自于正畸牙或智齿（第三磨牙），适用于少数青少年人群。而骨髓间充质干细胞和脂肪干细胞来源丰富，可在不同年龄获得且获取容易，常通过颌骨、髂骨穿刺收集骨髓或通过口腔颊脂垫、大腿或腹部等部位抽取脂肪组织，体外分离、培养和扩增，同时骨髓间充质干细胞和脂肪干细胞均具有良好的成骨向分化能力。本申请取材方便、来源丰富，极大的降低了医疗成本。

一种组织工程化牙槽骨组织的制备方法，将种子细胞分离和培养、纯化和扩增后，制备含大量细胞外基质的干细胞聚合体，再将干细胞聚合体与支架材料复合、塑形，形成组织工程化牙槽骨组织。

进一步的，所述种子细胞分离和培养、纯化和扩增的方法为：

a.自髂骨处抽取3mL骨髓，加入到含800~1200 U/mL肝素钠的生理盐水中，摇晃后再加入1~1.2 g/mL的淋巴细胞分离液，离心后移除单核细胞白色膜状层，PBS洗涤，再离心后弃上清，加入干细胞培养液重悬，置于5%CO₂、37℃条件下进行培养，每隔1天换液1次，待细胞生长到75%~85%时传代，标记第一代骨髓间充质干细胞；