生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法。生长因子缓释微球包括聚乳酸‑羟基乙酸共聚物基质材料以及包封于基质材料中的重组人转化生长因子β3；微球中重组人转化生长因子β3的包封量为5ng/mg～200ng/mg；微球的缓释期为28天以上。本发明专利技术的生长因子缓释微球及组织工程软骨复合支架具有较高的缺损软骨组织再生修复效果。

【技术实现步骤摘要】
生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法
本专利技术属于医用材料
，尤其涉及一种生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法。
技术介绍
软骨是人或动物体内骨骼系统的重要组成部分，软骨组织为高度特化的结缔组织，其特点是组织中缺乏血管、神经及淋巴管，细胞外基质呈致密的固态，软骨细胞被大量的细胞外基质(如胶原、纤维、蛋白、多糖等)包绕。正是由于软骨的组织学特性、生化成分的构成及软骨细胞处于低代谢和低增殖状态的特征，限制了软骨细胞的增生反应及向损伤区域的迁移，导致损伤后的软骨组织进行自我修复与再生的能力较低，难以实现自身修复及再生，并会逐步加重，导致骨关节炎，引起关节功能障碍。基于此，本专利技术提供一种生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法，这为软骨损伤的治疗提供了新的技术手段。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法，旨在提高软骨损伤的治疗效果。第一方面，本专利技术实施例提供一种生长因子缓释微球，微球包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolicacid)，简称PLGA)基质材料以及包封于基质材料中的重组人转化生长因子β3(RecombinantHumanTransformingGrowthFactor-beta3，简称rhTGF-β3)；微球中rhTGF-β3的包封量为5ng/mg～200ng/mg；微球的缓释期为28天以上。第二方面，本专利技术实施例提供一种生长因子缓释微球的制备方法，包括以下步骤：提供浓度为1μg/mL～100μg/mL的rhTGF-β3水溶液；提供浓度为20mg/mL～25mg/mL的PLGA油相溶液；提供浓度为5mg/mL～10mg/mL的聚乙烯醇(polyvinylalcohol，简称PVA)水溶液；将rhTGF-β3水溶液与PLGA油相溶液在冰浴中超声混合，得到初级乳液；将初级乳液与PVA水溶液在20℃～25℃下搅拌混合，得到微球溶液；将微球溶液分离处理，得到初始微球经洗涤、冷冻干燥后，得到生长因子缓释微球，微球中rhTGF-β3的包封量为5ng/mg～200ng/mg，微球的缓释期为28天以上。第三方面，本专利技术实施例提供一种组织工程软骨复合支架，包括：组织工程支架，包括沿自身高度方向依次层叠的多个支架层，相邻两个支架层中的一者包括多个沿第一方向相互间隔设置的纤维组，另一者包括多个沿第二方向相互间隔设置的纤维组，每个纤维组包括可降解高分子纤维及设置于可降解高分子纤维自身宽度方向的一侧或两侧的水凝胶纤维，水凝胶纤维沿可降解高分子纤维的长度方向延伸，第一方向与第二方向相交；基质材料，复合于组织工程支架的水凝胶纤维中；上述的生长因子缓释微球，复合于组织工程支架的水凝胶纤维中。第四方面，本专利技术实施例提供一种组织工程软骨复合支架的制备方法，包括以下步骤：提供包含基质材料和所述生长因子缓释微球的第一水溶液；提供包含水凝胶的第二水溶液；将第一水溶液和第二水溶液混合，得到生物墨水；以生物墨水作为水凝胶纤维的原料、以可降解高分子材料作为可降解高分子纤维的原料，打印得到上述的组织工程软骨复合支架。相对于现有技术，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法，其中生长因子缓释微球具有rhTGF-β3控缓释放性能好的特点，能够实现长期有效的rhTGF-β3释放浓度，以及长期有效的发挥rhTGF-β3的细胞募集能力，达到提高缺损软骨组织的再生修复效果。此外，组织工程软骨复合支架很好地仿生了软骨胶原取向和成分分布以及细胞生长的微环境，融合了可降解高分子纤维良好的力学性能和生物可降解性、基质材料良好的生物相容性、以及生长因子缓释微球的可控缓释性能和强大的细胞募集能力，有利于细胞的生长、迁移、增殖及再分化，从而可以很好地促进无血管区的部分或全部缺损软骨组织的再生修复，使新生软骨组织具有优良的形态、力学性能及生理功能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1的生长因子缓释微球的扫描电子显微镜(SEM)图像。图2为本专利技术实施例2的生长因子缓释微球的扫描电子显微镜(SEM)图像。图3为本专利技术实施例3的生长因子缓释微球的扫描电子显微镜(SEM)图像。图4为本专利技术实施例1至3的生长因子缓释微球体外累计释放度曲线图。图5为Transwell迁移实验结果图像，其中A为阴性组；B为阳性组；C为空白组；D为实验组1；E为实验组2；F为实验组3。图6为Transwell迁移实验结果统计分析图，其中A为阴性组；B为阳性组；C为空白组；D为实验组1；E为实验组2；F为实验组3。图7为本专利技术实施例的组织工程软骨复合支架的结构图。图8为本专利技术实施例的组织工程软骨复合支架的截面示意图。图9为本专利技术实施例的组织工程软骨复合支架中支架层的示意图。图10为本专利技术实施例的组织工程软骨复合支架的普通光学显微镜镜图像。图11为本专利技术实施例的组织工程软骨复合支架负荷兔脂肪干细胞共聚焦显微镜图像。图12为本专利技术实施例的组织工程软骨复合支架负荷小鼠巨噬RAW细胞SEM图像。具体实施方式为了使本申请的专利技术目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例对本申请进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中“多种”的含义是两个以上。本申请的上述
技术实现思路
并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。组织工程学是综合应用工程学和生命科学的原理与技术，在体外预先构建一个有生物活性的种植体，然后植入体内，达到修复组织缺损和重建组织功能的目的。为了实现将组织工程骨应用于临床软骨缺损的治疗，本专利技术实施例提供一种生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法。首先说明本专利技术实施例第一方面提供的一种生长因子缓释微球，微球包括PLGA基质材料以及包封于基质材料中的rhTGF-β3；微球中rhTGF-β3的包封量为5ng/mg～200ng/mg；微球的缓释期为28天以上。本专利技术实施例提供的生长因子缓释微球具有rhTGF-β3控缓释放性能好的特点，能够实现长期有效的rhTGF-β3释放浓度，以及长期有效的发挥rhT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生长因子缓释微球，所述微球包括聚乳酸‑羟基乙酸共聚物基质材料以及包封于所述基质材料中的重组人转化生长因子β3；所述微球中重组人转化生长因子β3的包封量为5ng/mg～200ng/mg；所述微球的缓释期为28天以上。

【技术特征摘要】
1.一种生长因子缓释微球，所述微球包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物基质材料以及包封于所述基质材料中的重组人转化生长因子β3；所述微球中重组人转化生长因子β3的包封量为5ng/mg～200ng/mg；所述微球的缓释期为28天以上。2.根据权利要求1所述的生长因子缓释微球，其特征在于，所述微球在第一天的缓释量为0.05％～0.5％，所述微球在第一天具有最大缓释速率；进一步地，所述微球在第一周的缓释量为0.1％～1％。3.根据权利要求1所述的生长因子缓释微球，其特征在于，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物的分子量为1×105Da～1.1×105Da，优选为1.02×105Da；和/或，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物中乳酸与羟基乙酸的摩尔比为1:1～5:1，优选为3:1。4.根据权利要求1所述的生长因子缓释微球，其特征在于，所述微球的粒径为5μm～100μm，优选为5μm～50μm；和/或，所述微球的表面具有轻微起伏，相邻两波峰之间的间距为0.1μm～2.5μm，优选为0.3μm～2μm。5.一种生长因子缓释微球的制备方法，包括以下步骤：提供浓度为1μg/mL～100μg/mL的重组人转化生长因子β3水溶液；提供浓度为20mg/mL～25mg/mL的聚乳酸-羟基乙酸共聚物油相溶液；提供浓度为5mg/mL～10mg/mL的聚乙烯醇水溶液；将所述重组人转化生长因子β3水溶液与所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物油相溶液在冰浴中超声混合，得到初级乳液；将所述初级乳液与所述聚乙烯醇水溶液在20℃～25℃下搅拌混合，得到微球溶液；将所述微球溶液分离处理，得到初始微球经洗涤、冷冻干燥后，得到所述生长因子缓释微球，所述微球中重组人转化生长因子β3的包封量为5ng/mg～200ng/mg，所述微球的缓释期为28天以上。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的分子量为6×104Da～7×104Da，优选为6.7×104Da；和/或，所述重组人转化生长因子β3水溶液与所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物油相溶液混合的体积比为1:5～1:10，所述初级乳液与所述聚乙烯醇水溶液混合的体积比为1:5～1:25；和/或，所述超声混合的超声功率为70W～75W，超声时间为10s～30s；和/或，所述搅拌的速率为500rpm～1000rpm，时间为4h～12h；和/或，所述分离处理包括将所述微球溶液在1500rpm～2000rpm下离心分离3min～5min。7.一种组织工程软骨复合支架，其特征在于，包括：组织工程支架，包括沿自身高度方向依次层叠的多个支架层，相邻两个所述支架层中的一者包括多个沿第一方向相互间隔设置的纤维组，另一者包括多个沿第二方向相互间隔设置的纤维组，每个所述纤维组包括可降解高分子纤维及设置于所述可降解高分子纤维自身宽度方向的一侧或两侧的水凝胶纤维，所述水凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭全义，杨振，卢世璧，刘舒云，眭翔，黄靖香，郭维民，田广招，孙志强，查康康，周建，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院，
类型：发明
国别省市：北京,11