一种复合细胞外基质成分生物材料制造技术

本发明专利技术涉及一种复合细胞外基质成分生物材料，以脱细胞小肠粘膜下层SIS为中间层，脱细胞膀胱粘膜层基底膜UBM为上下表层；所述上下表层完全包覆中间层形成三明治结构。本发明专利技术综合了UBM和SIS的优点：UBM隔绝SIS的免疫原性及其与宿主组织的直接接触，植入后的宿主‑材料交界区炎症反应基本类型与单纯UBM相同，组织相容性高；另一方面，SIS能弥补UBM力学强度低的缺点，且SIS制备方便、拼接后厚度可变；可应用于填充、加强、修复或重建筋膜、脑膜、胸膜、盆底、真皮、实质脏器等各种软组织缺损，具备良好的临床实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于组织修复材料领域，特别涉及一种复合细胞外基质成分生物材料。
技术介绍
脱细胞基质生物材料(Acellular Tissue Matrix，ACTM)是近二十年来软组织修复材料研究的重要进展。即运用物理或化学方法脱去组织中的所有细胞、抗原、脂质、可溶性蛋白质等物质、保留下的具有完整外观形态、组织学特性及超微结构的不溶性细胞外基质(Extracellular Matrix，ECM)作为生物支架。ECM是生物进化过程中高度保守的部分，不同种属间相同组织内ECM差异小，经脱细胞技术去除引起免疫排斥反应的细胞成分和抗原后的ACTM是能够安全的异种异体移植的。与合成材料的引发慢性炎症刺激，导致纤维细胞包裹瘢痕修复的机理不同，ACTM可以诱导“内源性组织再生”：植入后其内所含的生物信号或降解产物可以诱导修复区周围巨噬细胞和干细胞主动、快速浸润，生长、增殖并分泌自身细胞外基质替代植入物。随着宿主组织的长入，ACTM逐步降解，两者基本同步，最终ACTM完全被宿主组织代替。因此，ACTM作为组织修复材料具有较多优势：①结构和组分接近自然组织：主要成分是胶原纤维等结构蛋白，和少量糖蛋白、纤粘蛋白、糖胺聚糖和蛋白多糖类、生长因子与酶类等；②ACTM有良好的可降解性和降解速率可控性，降解更符合再生规律；③ACTM具有一定的孔隙率，便于组织间的营养和物质空气的交换；④ACTM具有一定的机械强度能够对组织的生长起到支持作用。⑤具备一定的耐受感染能力，可以用在伴有污染或潜在感染的组织缺损，因为其可以实现吞噬细胞早期进入、早期局部快速再血管化，细菌生物膜难以形成。ACTM目前已临床应用于替代脑膜、胸膜、腹壁筋膜等，吻合口加强、盆底重建、膀胱悬吊、肝脾等实质脏器破损填塞止血以及各种复杂疝和腹壁缺损的治疗如伴有污染的腹壁缺损、合成补片植入后感染、肠瘘二次手术治疗等。据统计，在美国ACTM的用量已占到软组织修复材料的5～10％。根据组织来源的不同生物补片可大体分为两类：①惰性组织(Inert tissue，IT)源产品，以人尸/猪的真皮、牛/猪/马的心包、牛/猪的腹膜等为代表。来源组织属机体内生物惰性组织，成分几乎仅为结构蛋白(胶原纤维和弹力纤维)，无粘连蛋白、生长因子和蛋白聚糖类等生物活性成分。②ECM源生物材料，其拥有完整的活体组织细胞外基质的三维超微结构和粘连蛋白类、生长因子类、糖胺聚糖类等生物活性成分。这类产品以小肠粘膜下层(Small Intestinal Submucosa,SIS)、人羊膜、膀胱粘膜层基底膜(Urinary Bladder Matrix,UBM)等为代表。ECM生物材料的制备技术(包括脱细胞处理和成型工艺)较IT源产品更复杂但ECM生物材料较IT源产品拥有更多修复组织缺损的优势：①IT源产品仅能诱导血管
化的结缔组织再生填充组织缺损、实现解剖层面的修复，而ECM生物材料植入后可与宿区有效整合，主动吸引自体干细胞迁入损伤处并促进增殖和分化而实现部分程度的特异性、功能性修复，如实现肌肉筋膜等组织再生和神经支配部分恢复而改善残疾肢体功能和指尖再造。②IT源产品结构致密，含有大量降解缓慢且人体25岁后不能再生的弹性纤维，导致修复区远期不稳定，易失弹性。③ECM生物材料较IT源产品更耐受感染、组织再生速度更快。SIS来源于哺乳动物小肠，是机械除去小肠肌层和浆膜层后经脱细胞处理而得。SIS主要由Ⅰ、Ⅲ型胶原组成，含有少量的Ⅳ、Ⅴ型胶原，糖胺聚糖、生长因子、纤连蛋白等，植入体内后可完全降解，是组织工程良好的支架材料。SIS具有良好的力学强度，原材料来源广泛，预处理较为简便或借助机器实现自动化处理。但SIS的生物活性相对较低，且由于其在活体环境中可能接触到食物中各种抗原而致其带有较高的初始生物负载，虽然经过严格的脱细胞、灭菌等处理仍具有一定的免疫原性(可能的内毒素、Gal抗原表位等残留)，引起宿主免疫反应。中国专利CN2608014公开了一种兼有硬膜和蛛网膜功能的人造硬脑膜，在人羊膜层上粘合小肠粘膜下层，具有人体硬脑膜的机械抗张能力和蛛网膜防粘连的双重功能。但这一制备方法没有完全隔绝SIS的免疫原性。中国专利CN101366979公开了一种组织补片及其制备方法，以脱细胞小肠粘膜下层为内层，两面包裹覆有脱细胞羊膜所构成。以脱细胞羊膜隔绝了脱细胞小肠粘膜下层的免疫毒性，而脱细胞小肠粘膜下层补偿了脱细胞羊膜的机械强度不足，具有较高的生物活性和组织相容性，无明显免疫排斥反应，对细胞无毒性。但羊膜为人源性材料，来源难以控制，存在传播未知病毒或疾病的风险。UBM来源于哺乳动物膀胱，经机械方法除去浆膜、肌层、粘膜下层、粘膜肌层后脱细胞处理所制得。与SIS相比，UBM具有如下优势：①极低免疫原性，高组织相容性：UBM在活体内不接触细菌等生物负载，层次简单，且取材过程中可以做到无内毒素污染。②生物活性高：UBM含完整基底膜结构和成分，可构成血管、皮肤等上皮组织细胞生长的支撑层，可以帮助组织特异性细胞形成连续的片层、抑制疤痕组织生成，有助于增强组织修复和伤口愈合并实现缺损组织特异性的再生。应用Matristem(Acell公司UBM产品)的患者开放性伤口愈合时间由25.5周缩短至9.8周。其降解产物含有超过5000种活性成分，其中可以确证与组织愈合相关的蛋白或多肽有41种，包括神经营养、促血管新生、抑制肿瘤活性或其他与组织重塑、伤口修复相关的成分(表1)。但在实际生产过程中，UBM的剥离需耗费大量人工，且机械强度不足，表面光滑难以制成具有一定厚度的产品。表1 UBM降解产物活性成分
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种复合细胞外基质成分生物材料，该材料综合了UBM和SIS的优点：UBM隔绝SIS的免疫原性及其与宿主组织的直接接触，植入后的宿主-材料交界区炎症反应基本类型与单纯UBM相同，组织相容性高；另一方面，SIS能弥补UBM力学强度低的缺点，且SIS制备方便、拼接后厚度可变；可应用于填充、加强、修复或重建筋膜、脑膜、胸膜、盆底、真皮、实质脏器等各种软组织缺损，具备良好的临床实用性。本专利技术的一种复合细胞外基质成分生物材料，所述生物材料以脱细胞小肠粘膜下层SIS为中间层，脱细胞膀胱粘膜层基底膜UBM为上下表层；所述上下表层完全包覆中间层形成三明治结构。所述SIS由哺乳动物小肠经机械方法除去浆膜层和肌层后脱细胞处理制得，为膜片状材料。所述UBM由哺乳动物膀胱经机械方法除去浆膜、肌层、粘膜下层、粘膜肌层后脱细胞处理制得，为膜片状材料。所述中间层的层数为1～20层。所述上下表层的层数各为1～10层。所述中间层与上下表层间、中间层与上下表层内(即多层UBM间、多层SIS间)以医用粘合剂、缝合捆扎、真空层压中的一种或几种方式固定。所述上下表层具有高生物活性，且有效隔绝中间层的免疫原性，不改变外层UBM的宿主-材料交界区炎症反应类型。所述中间层可显著提高材料的力学强度与材料厚度。所述医用粘合剂为壳聚糖、胶原蛋白、纤维蛋白胶、透明质酸、硫酸软骨素、水凝胶、骨胶、明胶、果胶中的一种或几种。医用粘合剂、缝合线优选可吸收成分。所述真空层压的工艺参数为：真空压力为-50～-760mmHg，作用时间为0.5～72h。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合细胞外基质成分生物材料，其特征在于：所述生物材料以脱细胞小肠粘膜下层SIS为中间层，脱细胞膀胱粘膜层基底膜UBM为上下表层；所述上下表层完全包覆中间层形成三明治结构。

【技术特征摘要】
1.一种复合细胞外基质成分生物材料，其特征在于：所述生物材料以脱细胞小肠粘膜下层SIS为中间层，脱细胞膀胱粘膜层基底膜UBM为上下表层；所述上下表层完全包覆中间层形成三明治结构。2.根据权利要求1所述的一种复合细胞外基质成分生物材料，其特征在于：所述SIS由哺乳动物小肠经机械方法除去浆膜层和肌层后脱细胞处理制得。3.根据权利要求1所述的一种复合细胞外基质成分生物材料，其特征在于：所述UBM由哺乳动物膀胱经机械方法除去浆膜、肌层、粘膜下层、粘膜肌层后脱细胞处理制得。4.根据权利要求1所述的一种复合细胞外基质成分生物材料，其特征在于：所述中间层的层数为1～20层。5.根据权利要求1所述的一种复合细胞外基质成分生物材料，其特征在于：所述上下表层的层数各为1～10层。6.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，
申请(专利权)人：上海卓阮医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31