[发明专利]脊髓损伤修复用材料和骨脊髓组织工程支架的制备方法

说明书

本发明涉及再生医学和生物材料技术领域，公开了一种脊髓损伤修复用材料和骨脊髓组织工程支架的制备方法。脊髓损伤修复用材料，按照重量份数计，包括以下组分：有机高分子材料10～40份、有机溶剂50～100份、水2～30份、水凝胶材料10～30份、药物0～1份。本发明的脊髓损伤修复用材料，其制作原料均为常用原料，易于获取且资源丰富，为骨脊髓组织工程支架的推广应用提供了便利条件。

技术领域

本发明涉及再生医学和生物材料技术领域，特别是涉及一种脊髓损伤修复用材料和骨脊髓组织工程支架的制备方法。

背景技术

目前，全球约有超过2700万人因脊髓损伤造成残疾。脊髓损伤有多种原因，包括创伤、炎症、感染、血管原因、肿瘤或退变。其中90％由创伤引起。例如脊柱外伤等因素常导致椎体骨折，压迫脊髓实质进而引起脊髓损伤及脊髓神经元死亡，脊髓神经元死亡后中断的神经束无法进行信息传递，导致多系统的功能失调及感觉、运动、自主神经功能障碍。由于中枢神经系统自我修复能力有限，脊髓损伤往往造成永久性缺陷。尽管多年来脊髓损伤相关实验研究取得了很大的进展，但仍未发现治疗脊髓损伤的可靠手段，因此，寻找脊髓损伤的有效治疗方法已迫在眉睫。

近年来，组织工程学应用于脊髓损伤的研究成为热点，通过天然材料或人工合成材料制备出具有各种脊髓支架，用于促进脊髓再生修复，包括单纯生物支架、生物支架复合干细胞移植等等，但对于脊髓再生的程度均有限。随着再生医学技术的发展，生物支架材料、神经再生因子或干细胞移植已成为脊髓损伤修复的一个重要策略。随着研究的深入，科学家逐渐认识到，由于脊髓损伤后形成的复杂的微环境，单一的策略很难有效促进脊髓损伤的修复，多种策略联合逐渐成为脊髓损伤修复研究的重点。生物支架材料可为受损的神经再生提供支撑和引导，在损伤的局部搭建神经再生的桥梁，同时可以作为再生因子、干细胞或药物等的载体联合应用于损伤局部。生物支架材料结合再生因子或干细胞形成功能支架材料已广泛应用于脊髓损伤修复研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的脊髓损伤修复用的材料难以有效促进脊髓损伤的修复，制备不便且成本高昂，不能很好地模拟正常脊髓结构。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种脊髓损伤修复用材料，按照重量份数计，包括以下组分：有机高分子材料10～40份、有机溶剂50～100份、水2～30份、超分子水凝胶材料10～30份、药物0～1份。

优选的，所述有机高分子材料为聚己内酯(PCL)或聚乙醇酸(PGA)或聚乳酸(PLA)。

优选的，所述有机溶剂为三氟乙醇，三氟乙醇能够与水相溶，并可与杂环化合物生成氢键键连的稳定配合物；水为去离子水。

优选的，所述超分子水凝胶材料的成分包括水、明胶、双键化β－环糊精、分子量700－10000的聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)、脊髓细胞外基质、光引发剂，其中水：明胶：双键化β－环糊精：聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)：脊髓细胞外基质：光引发剂的质量比为100份：12份：8份：1份：10份：0.1份。

优选的，所述药物为Oxymatrine(OMT)，该药物有减少组织纤维瘢痕形成的作用。

本发明还提供一种骨脊髓组织工程支架的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备定向微米纤维：将有机高分子材料溶于有机溶剂中形成有机高分子材料/有机溶剂溶液，混合搅拌均匀得到纤维成型墨水，将该纤维成型墨水转移到3D打印设备中打印得到具有相同方向排列的微米纤维；

S2、风干：将步骤S1得到的微米纤维风干去除溶剂；

S3、配制超分子水凝胶：将水、明胶、双键化β－环糊精、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、脊髓细胞外基质和光引发剂按预定份数混合加入去离子水中，在37℃条件下充分溶解、搅拌，得到超分子水凝胶前驱体，将水凝胶前驱体放置在300～410nm的紫外光下照射3－10分钟，交联得到超分子水凝胶；