[发明专利]一种诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片的制备方法

说明书

本发明公开了一种诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片，包括以下成分组成：第一层补片和第二层补片；所述第一层补片和第二层补片均为一层或多层设置，所述第一层补片为心肌层，所述第二层补片为辅助层。本发明可诱导其承载的心肌细胞的定向排布；具有多层复合结构。其中一部分(一层或多层)载有心肌细胞；另一部分(一层或多层)载有间充质干细胞或其他有助于提升修复功效的生物因子。

技术领域

本发明属于心脏植入材料技术领域，尤其是涉及一种诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片的制备方法。

背景技术

冠状动脉疾病(也称冠心病)是全球第一大死因。大部分的心肌梗死是由冠心病造成的。据统计，2015年一年间的心肌梗死患者人数就达到1590万。介入治疗或心脏搭桥是目前较多采用的、相对有效的标准治疗手段，但这种方法无法挽回因梗死而丧失的心肌细胞，患者最终仍不可避免地走向心力衰竭。药物治疗一定程度上可以提高患者的预期寿命，但是死亡率仍旧居高不下，且患者需长期服药，严重影响生活质量。终末期的心肌梗死患者只能依赖心脏移植，但供需比例严重失衡，极少患者能等到合适的供体。因此，组织工程方法近年来受到广泛的关注。与前述的方法不同，组织工程方法是通过移植心脏补片来起到恢复心肌功能的作用。

心脏补片有“不含细胞”和“含细胞”两大类。一些心脏补片不含细胞，仅通过某些具有弹性的生物材料对心室壁进行力学增强，从而改善心肌功能(参见专利CN110859996A、CN107737376A、 CN104998299A等)。这类心脏补片的主要缺陷是，并没有从根本上恢复心脏的功能，仅仅是在一定程度上改善了左室重构的进程，可能抑制纤维细胞增生及纤维组织的形成。与之相比，含心肌细胞的心脏补片不仅具有这一功能，并且可利用心肌细胞实现真正意义上的心肌再生，促进血管新生，改善心脏功能(参见GAO L,R.G Z,ZHU WUQ IANG,等.Large Cardiac Muscle Patches Engineered From Human Induced-PluripotentStemCell–Derived Cardiac Cells Improve Recovery From Myocardial InfarctioninSwine[J].Circulation, 2018,137(16):1712–1730.和GAO L,KUPFER M,JUNG J,等.Myocardial Tissue Engineering with Cells Derived from Human Induced-Pluripotent Stem Cells and a Native-Like, High-Resolution,3-DimensionallyPrinted Scaffold[J]. Circulation Research,2017,120:1318–1325.)。此外，由于天然心肌组织中的心肌细胞具有分层的、螺旋状的、高度定向化的空间排布特征，因此在人工制造的心脏补片中重现这一特征具有重要意义。研究表明，心肌细胞的定向排布在促进心肌组织的收缩-舒张功能和心肌细胞自身的成熟化方面扮演着重要角色(参见GAO L,MA L,YIN X,等.Nano-and Microfabrication for Engineering Native-LikeMuscle Tissues[J].Small Methods,2020,4(3):1900669.)。

另外，有研究表明，载有间充质干细胞的心脏补片对心肌梗死的治疗具有显著效果(参见PARK S-J,KIM R Y,PARK B-W,等.Dual stem cell therapysynergisticallyimproves cardiac function and vascular regeneration followingmyocardialinfarction[J]. Nature Communications,2019,10(1):1–12.)，不仅提高了心脏功能、促进了血管生成，还提高了心肌细胞的驻留率和成熟度。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片的制备方法。