本发明专利技术提供了一种基于基因修饰的复合多孔骨支架及其制备方法和应用，所述基于基因修饰的复合多孔骨支架包括复合多孔骨支架以及分散在所述复合多孔骨支架中的重组慢病毒颗粒，其中，所述重组慢病毒颗粒含有编码骨生长因子的基因，本发明专利技术提供了的基因修饰的复合多孔骨支架具有优异的生物相容性和可降解性，可在原位较长时间表达骨再生因子，并且蛋白因子的活性不受到影响，从而有效促进细胞向骨缺损部位迁移，达到骨修复的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种基于基因修饰的复合多孔骨支架及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医学组织工程
，尤其涉及一种基于基因修饰的复合多孔骨支架及其制备方法和应用。
技术介绍
疾病、创伤、感染、骨坏死、先天性畸形、骨肿瘤等原因造成的骨缺损尤其是临界性骨缺损的修复和功能重建一直是骨科临床的难题之一。骨缺损治疗传统的生物治疗方法包括自体骨移植和异体骨移植。自体骨移植通常被看做是治疗骨缺损的“黄金法则”，但是其应用因供体有限，取材困难及易引起感染、出血、神经损伤、功能缺失等问题而受到很大的限制；异体骨移植虽然不受数量来源限制，但异体骨容易引起排斥反应，通过加工处理可降低异体骨的排斥反应，但其自身成骨诱导和骨生成作用已遭到破坏，存在新骨替代缓慢，生物力学性能较差等问题，进而影响治疗效果。骨组织工程技术克服了传统骨缺损移植技术的缺点，是目前再生医学领域的一个研究热点。 目前，传统方法所构建骨组织工程支架由于缺乏骨诱导和骨传导等特性，不能很好地起到修复骨组织的目的。为了提高骨的再生能力，通常将许多生长因子、细胞因子、趋化因子等具有生物活性的蛋白被加入到支架中，利用骨组织工程技术构建含有促进骨再生的活性蛋白成分的复合支架，来达到骨组织再生的目的。但是，在支架的制备过程中，把生长因子、细胞因子等具有生物活性的蛋白成分直接加入到制备骨支架所需要采用的有机溶剂中，会造成蛋白活性功能降低或丧失；其次，活性蛋白在支架中的半衰期较短，移植体内环境会快速的被降解失活。 因此，有必要提供一种能有效提高骨的再生能力的骨组织工程支架。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于基因修饰的复合多孔骨支架及其制备方法和应用，该基因修饰的复合多孔骨支架具有优异的生物相容性和可降解性，可在原位较长时间表达骨再生因子，并且蛋白因子的活性不受到影响，从而有效促进细胞向骨缺损部位迁移，达到骨修复的目的。 第一方面，本专利技术提供了一种基于基因修饰的复合多孔骨支架，所述基于基因修饰的复合多孔骨支架包括复合多孔骨支架以及分散在所述复合多孔骨支架中的重组慢病毒颗粒，其中，所述重组慢病毒颗粒含有编码骨生长因子的基因。 在本专利技术一实施例中，所述骨生长因子为转化生长因子家族(TGFs)、成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板衍生生长因子(TOGF)、血管内皮生长因子(VEGF)和胰岛素样生长因子(IGF)中的至少一种。 在本专利技术一优选实施例中，所述骨生长因子为BMP、TGF-13, bFGF、PDGF-BB, VEGF或 IGF。 在本专利技术一实施例中，所述重组慢病毒颗粒分散的方式为所述重组慢病毒颗粒通过物理吸附作用吸附在所述复合多孔骨支架的孔壁上。 在本专利技术一实施例中，所述重组慢病毒颗粒分散的方式为所述重组慢病毒颗粒通过多孔性骨支架的孔洞或微孔空间限制作用分布在孔洞或微孔中。 在本专利技术一实施例中，所述重组慢病毒颗粒均匀分散在所述复合多孔骨支架中。 在本专利技术一实施例中，所述重组慢病毒颗粒采用第三代慢病毒表达质粒载体制备，所述第三代慢病毒表达质粒载体包括但不限于pLenti6/5V-DEST。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架为可降解聚合物与含有钙磷的工程材料的复合多孔骨支架，其中，所述含有钙磷的工程材料包括但不限于磷酸三钙或磷酸钙。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架为可降解聚合物与羟基磷灰石的复合多孔骨支架。 在本专利技术一优选实施例中，所述可降解聚合物选自聚3-羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸-3羟基戊酸共聚酯(PHBV)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸-乳酸共聚物(PLGA)和聚乙醇酸(PGA)中的至少一种。 在本专利技术一优选实施例中，所述可降解聚合物和所述羟基磷灰石的质量比为1.5 ?8:1。 更优选地，在本专利技术一实施例中，所述可降解聚合物和所述羟基磷灰石的质量比为2?3:1。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架为聚羟基丁酸羟基己酸酯/羟基磷灰石(PHBHHx/HAp)复合多孔骨支架。 如本专利技术所述的，“/”仅表示“与、和”的意思，为行业内常用表达方式，并不限定本专利技术复合多孔骨支架的组分或结构。 在本专利技术一优选实施例中，所述聚羟基丁酸羟基己酸酯和所述羟基磷灰石的质量比为1.5?8:1。 更优选地，在本专利技术一实施例中，所述聚羟基丁酸羟基己酸酯和所述羟基磷灰石的质量比为2?3:1。 在本专利技术一优选实施例中，所述聚羟基丁酸羟基己酸酯的平均质量Mn为5万?80万，聚合度为300?40000。 本专利技术采用的可降解聚合物和所述羟基磷灰石的质量比优选为2?3:1，可降解聚合物占比过高，羟基磷灰石的占比变低，制备出来的支架强度不够高；反之，可降解聚合物占比过低，羟基磷灰石的占比变高，制备出来的支架降解太快；比如，专利技术人发现，所述聚羟基丁酸羟基己酸酯和羟基磷灰石的质量比为1:1的时候，制备出来的支架强度不够。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架具有多个孔洞，孔洞的连通率大于97%。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架具有多个孔洞，所述孔洞的孔径为100?500微米。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架具有多个孔洞，所述孔洞的孔壁上形成有多个微孔，所述微孔的孔径为5?100微米，孔深I?50微米， 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架具有多个孔洞，所述多孔性骨支架的孔隙率为80?95%。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架为长方体、圆柱体、正方体或横截面为菱形的柱体，但不限于此。 在本专利技术一实施例中，所述复合多孔骨支架的大小为O?2.5)mm,但不限于此，本领域技术人员可根据具体细胞培养条件选择并制备合适的相应大小的复合多孔骨支架。 本专利技术提供的基于基因修饰的复合多孔骨支架具有优异的生物相容性和可降解性，可在原位较长时间表达骨再生因子，并且蛋白因子的活性不受到影响，从而有效促进细胞向骨缺损部位迁移，达到骨修复的目的。 第二方面，本专利技术提供了一种基于基因修饰的复合多孔骨支架的制备方法，包括如下步骤: I)提供或制备复合多孔骨支架、重组慢病毒颗粒； 2)按照如下操作的任意一种将所述重组慢病毒颗粒均匀负载在所述复合多孔骨支架中，得到基于基因修饰的复合多孔骨支架: a)将所述含有重组慢病毒颗粒的溶液滴加到所述复合多孔骨支架上，将所述滴加了液体的复合多孔骨支架置于-50?-20°C下孵育15?30min，得到所述基于基因修饰的复合多孔骨支架； b)使用电喷图设备，在电场力作用下将含有重组慢病毒颗粒的溶液沉积在所述复合多孔骨支架的表面及内部孔洞中，得到所述基于基因修饰的复合多孔骨支架； 其中，所述基于基因修饰的复合多孔骨支架包括复合多孔骨支架以及分散在所述复合多孔骨支架中的重组慢病毒颗粒，其中，所述重组慢病毒颗粒含有编码骨生长因子的基因。 在本专利技术一实施例中，所述步骤(2a)中，将所述含有重组慢病毒颗粒的溶液滴加到所述复合多孔骨支架上后，再渗透30?60分钟，然后再置于-50?-20°C下孵育15?30mino 在本专利技术一优选实施例中，所述步骤(2a)中，所述渗透30?60分钟后的方法包括:真空条件下，将所述滴加了液体的复合多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于基因修饰的复合多孔骨支架，其特征在于，所述基于基因修饰的复合多孔骨支架包括复合多孔骨支架以及分散在所述复合多孔骨支架中的重组慢病毒颗粒，其中，所述重组慢病毒颗粒含有编码骨生长因子的基因。
【技术特征摘要】
1.一种基于基因修饰的复合多孔骨支架，其特征在于，所述基于基因修饰的复合多孔骨支架包括复合多孔骨支架以及分散在所述复合多孔骨支架中的重组慢病毒颗粒，其中，所述重组慢病毒颗粒含有编码骨生长因子的基因。2.如权利要求1所述的基于基因修饰的复合多孔骨支架，其特征在于，所述骨生长因子为转化生长因子家族(TGFs)、成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板衍生生长因子(TOGF)、血管内皮生长因子(VEGF)和胰岛素样生长因子(IGF)中的至少一种。3.如权利要求1所述的基于基因修饰的复合多孔骨支架，其特征在于，所述复合多孔骨支架为可降解聚合物与含有钙磷的工程材料的复合多孔骨支架，其中，所述含有钙磷的工程材料为磷酸三钙、磷酸钙或羟基磷灰石。4.如权利要求3所述的基于基因修饰的复合多孔骨支架，其特征在于，所述可降解聚合物和所述羟基磷灰石的质量比为1.5?8:1。5.一种基于基因修饰的复合多孔骨支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)提供或制备复合多孔骨支架、重组慢病毒颗粒； 2)按照如下操作的任意一种将所述重组慢病毒颗粒均匀负载在所述复合多孔骨支架中，得到所述基于基因修饰的复合多孔骨支架: a)将含有所述重组慢病毒颗粒的溶液滴加到所述复合多孔骨支架上，将所述滴加了液体的复合多孔骨支架置于-50?-20°C下孵育15?30min，得到所述基于基因修饰的复合多孔骨支架； b)使...
【专利技术属性】
技术研发人员：任培根，李健，滕斌，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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