基于图案化细菌纤维素的三维人工椎间盘及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种基于图案化细菌纤维素的三维人工椎间盘，及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的椎间盘，可以根据不同患者的椎间盘的尺寸，用此方法逆向设计纤维环表面图案、直径和层数，从而实现能够模拟体内椎间盘纤维环的各向异性结构。本发明专利技术的基于图案化细菌纤维素和胶原凝胶构建三维人工全椎间盘支架，由于材料具有良好的生物相容性，支架在植入体内后，能够很好的同体内组织整合在一起，并且提供力学支持，具有发展为植入性人工椎间盘的潜质。

Patterned bacterial cellulose-based three-dimensional artificial intervertebral disc and its preparation method and Application

The invention provides a three-dimensional artificial intervertebral disc based on patterned bacterial cellulose, a preparation method and application thereof. The disc provided by the invention can reverse design the surface pattern, diameter and number of layers of the annulus according to the size of the disc of different patients, thus realizing the anisotropic structure of the annulus of the intervertebral disc in vivo. The invention is based on patterned bacterial cellulose and collagen gel to construct a three-dimensional artificial intervertebral disc stent. Because of the good biocompatibility of the material, the stent can be well integrated into the same internal tissue after being implanted into the body, and provides mechanical support, and has potential for developing implanted artificial intervertebral disc.

【技术实现步骤摘要】
基于图案化细菌纤维素的三维人工椎间盘及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医学工程领域，具体涉及一种基于图案化细菌纤维素的三维人工椎间盘，及其制备方法和应用。
技术介绍
慢性颈部和腰部疼痛是发病率极高的病症，每年巨额资金都花费在椎间盘病变引发疾病的治疗上。根据统计超过97％的50岁以上的个体都患有不同程度的颈部和背部疼痛。最常见的腰部和颈部疼痛主要由椎间盘部位病变引起。目前对退行性椎间盘疾病的治疗包括保守治疗(药物和理疗)到手术治疗(椎间盘切除术，脊柱融合和椎间盘置换)，然而这些治疗可以缓解疼痛或恢复椎间盘部分功能，无法从根本上治愈。人体共有23个椎间盘(intervertebraldisc)：椎间盘由上下两端软骨终板、外周富含胶原蛋白的纤维环和中央富含蛋白多糖的髓核三个部分组成。纤维环具有复杂的多层同心环状结构，每一层内部纤维沿着同横断面呈30-45°平行排列，且相邻环的排列相反。纤维环十分坚固，紧密附着在软骨终板上，保持脊柱的稳定性。髓核是乳白色半透明胶状体，位于两软骨板与纤维环之间。由软骨细胞和蛋白多糖基质构成的弹性凝胶物质。随着组织工程再生医学的发展，通过利用生物学及工程学的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维人工椎间盘，其特征在于，所述椎间盘包括：基于图案化细菌纤维素的人工纤维环；和人工髓核，所述髓核由选自以下的一种或多种凝胶材料制成：海藻凝胶、胶原蛋白凝胶、聚蛋白多糖和透明质酸。

【技术特征摘要】
1.一种三维人工椎间盘，其特征在于，所述椎间盘包括：基于图案化细菌纤维素的人工纤维环；和人工髓核，所述髓核由选自以下的一种或多种凝胶材料制成：海藻凝胶、胶原蛋白凝胶、聚蛋白多糖和透明质酸。2.根据权利要求1所述的椎间盘，其特征在于，所述凝胶材料为胶原蛋白凝胶，所述胶原蛋白优选为Ⅱ型胶原蛋白。3.根据权利要求1或2所述的椎间盘，其特征在于，所述纤维环为沿着条状的图案化细菌纤维素卷起来的圆环，每一层内条纹都沿0～90°角度范围、最优选为+30°和－30°定向排列，相邻两层内微图案沿不同方向排列。4.根据权利要求1～3中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述细菌选自以下一种或多种：醋酸菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属和八叠球菌属；优选地，所述细菌为醋酸菌属；最优选地，所述细菌为木醋杆菌。5.根据根据权利要求1～4中任一项所述的椎间盘的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)细菌发酵培养制备图案化的细菌纤维素，纯化处理并且灭菌；(2)沿着条状的图案化细菌纤维素一端卷起来，每一层内条纹都定向排列，相邻两层内微图案沿不同方向排列；(3)凝胶溶液导进环内，放进37℃培养箱培养形成凝胶。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述制备图案化的细菌纤维素的方法包括以下步骤：(a)将培养基和发酵设备进行灭菌处理；(b)取对数期的液体培养基进行离心，除去上清液，然后加入新鲜培养基制备细菌悬浮液，其中：所述离心转速优选为5000～30000rpm、更优选为8000～150...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兴宇，杨俊川，郑文富，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11