一种可注射型骨修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可注射型骨修复材料及其制备方法，属于生物医学工程中用组织工程方法构建人工器官技术领域。本发明专利技术所述的可注射型骨修复材料，是由支架材料与种子细胞形成的具有立体结构与生理活性的复合体，以可注射型纤维蛋白胶为支架材料，培养人自体骨髓基质干细胞获得种子细胞。所述种子细胞为人骨髓基质干细胞。本发明专利技术的人骨髓基质干细胞与纤维蛋白胶组织相容性良好，复合构建的骨修复材料可成功修复临床骨不连患者。本发明专利技术综合了细胞治疗、支架材料的优点，采用了较新的手段，提供了一种创伤小、并发症少的骨不连治疗方法，具有广阔的临床应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医学工程中用组织工程方法构建人工器官
，具体涉及。
技术介绍
创伤后骨不连在临床多见，其治疗仍比较棘手，通常根据骨不连的可能原因，采取更换内固定物、植骨等措施。这些方法存在二次损伤等诸多不足。自体骨髓注射治疗骨不连，在某些患者和部位，很难注射足够量的骨髓从而影响治疗效果。浓缩骨髓需要昂贵的专用设备，多点采集数百毫升的骨髓也很难被患者接受。作为21世纪生命科学领域的重大前沿课题，骨组织工程学通过使用支架材料与种子细胞复合构建生物活性骨组织的方法，突破了以往的治疗模式，提供了全新的思路和方法，是目前公认的最有可能在临床应用和产业化开发取得实际效益的前沿研宄领域。在骨折不愈合或延迟愈合时，骨折断端成骨细胞稀少且活力低下，这就提示需要在局部补充具有成骨能力的种子细胞。自体松质骨移植作为治疗骨延迟愈合或骨不连的金标准，可以提供骨修复所需的基本元素，包括补充具有成骨能力的种子细胞，但其缺点也是显而易见的，诸如取材有限、供区并发症、需开放植入和增加创伤等。骨髓内含有BMSCs，可分化为成骨细胞，是自体骨髓促进骨修复的机制。不难想像，骨髓注射治疗的有效与否取决于BMSCs的浓度和植入干细胞的数量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种可注射型骨修复材料，该材料包括支架材料和负载于支架材料上的种子细胞，所述支架材料为纤维蛋白胶，种子细胞为骨髓基质干细胞(BMSCs)。上述可注射型骨修复材料的制备方法包括以下步骤: (1)配置浓度为5.0 X 16的BMSCs单细胞悬液； (2)将步骤I制备得到的BMSCs单细胞悬液分散于主体胶溶液中，使得细胞的最终浓度为2.5 X 16;在使用时，将含有BMSCs的主体胶溶液和催化剂溶液按照体积比1:1混合均匀后，即获得可注射型生物骨修复材料；所述催化剂溶液为冻干人凝血酶1000IU溶于2ml溶媒所得的溶液，所述主体胶溶液为冻干人纤维蛋白原160mg溶于2ml溶媒所得的溶液。本专利技术的有益效果在于:该生物活性骨修复材料通过培养人BMSCs复合纤维蛋白胶构建，植入体内后可任意塑形，方法简单、可靠，细胞浓度高，不存在免疫排斥问题。采用本专利技术自体BMSCs复合纤维蛋白胶注射治疗骨不连，具有创伤小、并发症少等优点，是一种有效的治疗材料。【附图说明】图1A为骨折尺骨上段钢板内固定术后8个月后的X线片，断端吸收无骨痂；图1B注射治疗后5个月后的X线片，骨折愈合； 图2A股骨下段骨折钢板螺钉固定术后13个月后的X线片，骨折间隙无骨痂，骨折断端硬化，钢板螺钉有松动；图2B注射术后6个月后的X线片，骨折愈合。【具体实施方式】体外培养扩增的细胞植入体内需要合适的载体材料，单纯的细胞悬液注射会很快弥散而不能发挥治疗作用。本专利技术提供一种可注射型自体骨修复材料，包括支架材料与种子细胞，种子细胞与支架材料复合，形成具有三维结构和成骨活性的复合物，所述支架材料为纤维蛋白胶，所述种子细胞为培养人骨髓基质干细胞。纤维蛋白胶模拟人体自身凝血反应最后阶段，当各成分混合后，凝血酶将纤维蛋白原水解成纤维蛋白单体，并在XIII因子等作用下聚集形成稳定的纤维蛋白多聚体。可注射型自体骨修复材料主要包括两种组分，(I)配制含有BMSCs的主体胶溶液，细胞的最终浓度为2.5 X 16; (2)将冻干人凝血酶1000IU溶于2ml溶媒，得到催化剂溶液；将两种溶液分开装入专用的双管注射器中；在使用时，将上述两种溶液按照体积比1:1混合均匀后，即获得可注射型生物骨修复材料；所述催化剂溶液为冻干人凝血酶1000IU溶于2ml溶媒所得的溶液，所述主体胶溶液为冻干人纤维蛋白原160mg溶于2ml溶媒所得的溶液。 下面将本专利技术的可注射型自体骨修复材料应用于以下案例中。本组男12例，女7例，年龄21?73岁，平均38.2岁。胫骨干5例，股骨6例，尺骨干5例，肱骨干3例。所有骨折均为创伤所致，其中交通伤7例、高处坠落伤3例、跌伤9例。已行内固定16例，其中钢板12例，外固定支架I例(肱骨，二次手术，第一次行钢板内固定)，交锁髓内钉3例(其中I例为股骨，三次手术，由钢板固定改梅花针再更换为交锁髓内钉)，石膏外固定3例。19例患者均符合诊断标准:骨折后8?40个月；局部压痛、轴向扣击痛；X线片显示骨折线清晰，少量骨痂或无骨痂。所有患者骨折的对位和力线均接近解剖复位或符合功能复位要求。骨折断端处严格消毒后，局部麻醉，在电视透视下用9号注射器针头定位骨折线，正侧位确认针头尖部位于骨折缝隙内。双管推液器的液体经定位针头向骨折断端及周围喷入。维持原内固定或外固定。7例内固定欠牢靠者，加用外固定。X线片显示有骨痂形成即解除外固定，若无骨折愈合征象，注射术后12周解除外固定，防止关节强直。口服抗生素3d，所有患者均注射I次，所有工作均在门诊进行，患者无需住院。定期摄X线片观察骨折愈合情况。所有患者均得到随访。随访5?24个月，平均10.7个月。无发热等全身反应，无感染等局部症状，无骨髓供区并发症。骨折愈合标准:局部无压痛及纵向扣击痛，肢体承重无疼痛，X线片显示骨折线模糊，有连续骨痴通过骨折线。19例中的14例患者骨折治愈(图1?2)，骨折愈合时间3?6个月，平均4.1个月。5例患者骨折不愈合，其中2例分别为肱骨二次手术和股骨三次手术后的患者。【主权项】1.一种可注射型骨修复材料，其特征在于:包括支架材料和负载于支架材料上的种子细胞，所述支架材料为纤维蛋白胶，种子细胞为骨髓基质干细胞(BMSCs)。2.一种权利要求1所述的可注射型骨修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)配置浓度为5.0 X 16的BMSCs单细胞悬液； (2)将步骤I制备得到的BMSCs单细胞悬液分散于主体胶溶液中，使得细胞的最终浓度为2.5 X 16;在使用时，将含有BMSCs的主体胶溶液和催化剂溶液按照体积比1:1混合均匀后，即获得可注射型生物骨修复材料；所述催化剂溶液为冻干人凝血酶1000IU溶于2ml溶媒所得的溶液，所述主体胶溶液为冻干人纤维蛋白原160mg溶于2ml溶媒所得的溶液。【专利摘要】本专利技术公开了，属于生物医学工程中用组织工程方法构建人工器官
本专利技术所述的可注射型骨修复材料，是由支架材料与种子细胞形成的具有立体结构与生理活性的复合体，以可注射型纤维蛋白胶为支架材料，培养人自体骨髓基质干细胞获得种子细胞。所述种子细胞为人骨髓基质干细胞。本专利技术的人骨髓基质干细胞与纤维蛋白胶组织相容性良好，复合构建的骨修复材料可成功修复临床骨不连患者。本专利技术综合了细胞治疗、支架材料的优点，采用了较新的手段，提供了一种创伤小、并发症少的骨不连治疗方法，具有广阔的临床应用前景。【IPC分类】A61L27/22, A61L27/38【公开号】CN104906633【申请号】CN201510247356【专利技术人】朱六龙, 姚旺祥, 边振宇, 李茂强, 何齐芳, 季成, 田飞, 何帆, 王雪鹏, 范小良, 周少波 【申请人】杭州市第一人民医院【公开日】2015年9月16日【申请日】2015年5月14日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可注射型骨修复材料，其特征在于：包括支架材料和负载于支架材料上的种子细胞，所述支架材料为纤维蛋白胶，种子细胞为骨髓基质干细胞（BMSCs）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱六龙，姚旺祥，边振宇，李茂强，何齐芳，季成，田飞，何帆，王雪鹏，范小良，周少波，
申请(专利权)人：杭州市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：浙江;33