一种组织填充材料及其制备方法、组织工程支架和应用技术

本发明专利技术涉及材料领域，具体公开了一种组织填充材料及其制备方法、组织工程支架和应用，组织填充材料包括以下原料：海藻酸盐、金属阳离子交联剂以及水溶性生物可降解的造孔填充材料，这些原料在组织填充材料中的含量均为0.1‑20wt％，余量为注射用水。组织填充材料植入体内后，造孔填充剂组分快速降解，进而形成相互贯穿的多孔网状结构，营养物质和细胞都可进入内部，降解后的产物具有分子活性，诱导心肌细胞进入孔隙内并生长，可调节细胞黏附、增殖与分化，同时，增加室壁厚度、促进心肌新生血管生成，减少心肌梗死范围，改善梗死后心功能下降，提高组织再生修复能力，为临床促进心肌血运重建提供了新的方法。治疗安全有效，制备方法简单，市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种组织填充材料及其制备方法、组织工程支架和应用
本专利技术涉及材料领域，具体是一种组织填充材料及其制备方法、组织工程支架和应用。
技术介绍
组织工程作为一种应用生命科学和工程学的原理与技术，研发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态生物替代物的科学，通常会使用到多孔材料作为支架材料来实现在体内对组织的初始支撑、细胞的初始粘附以及使得细胞可控的形成组织。例如，可以采用海藻酸盐水凝胶进行组织工程支架的构建。但是，以上的技术方案在实际使用时存在以下不足：现有的海藻酸盐水凝胶主体材料单一，只有海藻酸钠和海藻酸钙这一种生物高分子材料，其治疗原理只是将凝聚作为填充物，起到物理支撑的作用，而对心肌细胞并无诱导生长的作用，细胞不会进入凝胶内部；并且凝胶孔隙率不易调控且内部三维孔径互不贯穿连通，无法形成3D连通孔隙，营养物质和细胞都无法进入支架内部，故传统的海藻酸盐基水凝胶结构不利于心肌细胞在凝胶内部的生长和心肌功能的恢复，无法适用于治疗心衰疾病。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种组织填充材料，以解决上述
技术介绍
中提出的现有组织填充材料大多只能起到物理支撑作用，存在不利于心肌细胞在材料内部生长以及恢复心肌功能的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种组织填充材料，包括组分A、组分B，以及注射用水，所述组分A中包含海藻酸盐，所述组分B中包含金属阳离子交联剂，所述组分A和/或组分B还包含水溶性生物可降解的造孔填充材料，所述组分A与组分B充分搅拌后形成离子交联型水凝胶结构，所述造孔填充材料均匀分布在交联结构内部。所述海藻酸盐在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％，所述金属阳离子交联剂在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％，所述造孔填充材料在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％。其中，％(g/mL)表示按重量计在1mL的组织填充材料中的含量，例如，所述海藻酸盐在所述组织填充材料中的含量是0.1-10％(g/mL)即表示1mL的组织填充材料中含有0.001-0.10g的海藻酸盐，也可以表示为所述海藻酸盐在所述组织填充材料中的含量是0.1-10wt％。作为本专利技术进一步的方案：所述组织填充材料是可注射的海藻酸盐基复合水凝胶，所述水凝胶包括降解迅速的造孔填充剂组分,所述造孔填充材料在降解的同时，其降解的产物具有生物学活性，能够促进组织细胞生长，可以调节细胞黏附、增殖与分化。作为本专利技术再进一步的方案：所述造孔填充材料包括多聚糖类材料或蛋白类材料中的任意一种或者多种。作为本专利技术再进一步的方案：所述的多聚糖类材料包括透明质酸、葡聚糖、壳聚糖或硫酸软骨素中的任意一种，所述的蛋白类材料包括胶原、明胶、纤维蛋白或者层粘连蛋白中的任意一种。作为本专利技术再进一步的方案：所述造孔填充材料中包含能够促进细胞生长的活性药物，所述活性药物包括转化生长因子、血小板衍生生长因子、成纤维细胞生长因子。作为本专利技术再进一步的方案：所述造孔填充材料的降解周期小于或等于8周。作为本专利技术再进一步的方案：所述组织填充材料结构内的孔隙随着造孔填充材的料降解而逐渐增大。作为本专利技术再进一步的方案：所述造孔填充材料还包括调控降解速度的调控剂，所述调控剂包括，透明质酸酶、葡聚糖酶、壳聚糖酶、蛋白酶中的任意一种。作为本专利技术再进一步的方案：所述海藻酸盐是海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵或海藻酸丙二醇酯中的任意一种；所述金属阳离子交联剂选自海藻酸钙、葡萄糖酸钙、碳酸钙、硫酸钙或氯化钙中的一种或多种的组合。作为本专利技术再进一步的方案：所述海藻酸盐的分子量为5-400kDa(千道尔顿)。优选的，所述海藻酸盐是海藻酸钠，所述海藻酸钠的分子量为5-400kDa。作为本专利技术再进一步的方案：所述含金属阳离子的交联剂中的金属阳离子为不小于二价的金属阳离子。具体的，所述含金属阳离子的交联剂是含二价或多价金属阳离子的交联剂。作为本专利技术再进一步的方案：所述的二价金属阳离子包括钙阳离子、钡阳离子、锌阳离子、铁阳离子、镁阳离子、铜阳离子等，所述的多价金属阳离子包括铝阳离子、铬阳离子、钼阳离子、锡阳离子等。作为本专利技术再进一步的方案：所述含金属阳离子的交联剂选自包括海藻酸钙、葡萄糖酸钙、碳酸钙、硫酸钙或氯化钙中的一种或多种的组合。作为本专利技术再进一步的方案：所述含金属阳离子的交联剂的固体颗粒粒径不大于1mm。作为本专利技术再进一步的方案：所述含金属阳离子的交联剂的固体颗粒粒径为10-300μm。优选的，所述含金属阳离子的交联剂是海藻酸钙，所述海藻酸钙的固体颗粒粒径为10-300μm。作为本专利技术再进一步的方案：所述水溶性生物可降解的造孔填充材料是水溶性可快速降解生物高分子材料，即为组分C，具体的，所述造孔填充材料包括多聚糖类材料或蛋白类材料中的任意一种或多种。需要说明的是，所述造孔填充剂组分需在水溶液中溶解，并且具有很好的生物相容性，且降解迅速，降解产物无毒性。从上述的描述可知，适合做造孔填充剂组分的材料很多，本领域技术人员可以根据具体使用环境和使用目的进行选择，以满足临床要求。上面描述的造孔填充剂组分在本专利技术组织填充材料中的含量范围仅仅是示例性的优选范围，本领域技术人员也可以选择其它的造孔填充材料，通过有限次的实验获得其适合的使用范围。优选的，所述水溶性生物可降解高分子材料为透明质酸。很显然地，造孔填充剂组分的加入赋予所述组织填充材料特殊的生物学性能，带来如下优点：1)将所述组织填充材料注射入心肌内部后，体内的酶会将造孔填充剂组分快速降解，形成相互贯穿的多孔网状结构，从而解决现有海藻酸盐基水凝胶孔径单一，无法形成3D连通孔隙，以及营养物质和细胞都无法进入支架内部的缺点。进一步地，将所述组织填充材料注射入心肌内部后，造孔填充剂组分在体内降解的同时，其降解后的产物具有分子活性，能够诱导细胞进入凝胶内部，可以调节细胞黏附、增殖与分化。更进一步地，将所述组织填充材料注射入心肌内部后，造孔填充剂组分在体内降解的同时，其降解后的产物可以为细胞生长提供营养物质，促进细胞生长和血管的形成；2)所述组织填充材料的生物相容性极好，制作工艺简单，并且可以通过改变造孔填充剂组分的用量来调节水凝胶孔径的大小和孔隙率；所述组织填充材料既可用于体外细胞培养，也可实现体内注射应用。作为本专利技术再进一步的方案：在所述组织填充材料中，所述组织填充材料的原料进一步还包括等渗剂和/或调节剂，具体的，所述等渗剂为组分D，所述调节剂为组分E。作为本专利技术再进一步的方案：在所述组织填充材料中还包括组分D，或者组分E，又或者组分D和组分E的组合。所述等渗剂用于调节所述组织填充材料的渗透压，使其符合应用领域环境要求，所述调节剂用于调节所述组织填充材料的pH值，使其符合应用领域环境要求。所述等渗剂和/或调节剂的具体用量根据需求进行选择，这里并不作限定。作为本专利技术再进一步的方案：所述等渗剂在所述组织填充材料中的含量为280-320本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组织填充材料，其特征在于，所述组织填充材料包括组分A、组分B，以及注射用水，所述组分A中包含海藻酸盐，所述组分B中包含金属阳离子交联剂，所述组分A和/或组分B还包含水溶性生物可降解的造孔填充材料，所述组分A与组分B充分搅拌后形成离子交联型水凝胶结构，所述造孔填充材料均匀分布在离子交联型水凝胶结构内部；所述海藻酸盐在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％，所述金属阳离子交联剂在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％，所述造孔填充材料在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种组织填充材料，其特征在于，所述组织填充材料包括组分A、组分B，以及注射用水，所述组分A中包含海藻酸盐，所述组分B中包含金属阳离子交联剂，所述组分A和/或组分B还包含水溶性生物可降解的造孔填充材料，所述组分A与组分B充分搅拌后形成离子交联型水凝胶结构，所述造孔填充材料均匀分布在离子交联型水凝胶结构内部；所述海藻酸盐在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％，所述金属阳离子交联剂在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％，所述造孔填充材料在所述组织填充材料中的含量是0.1-20wt％。


2.根据权利要求1所述的组织填充材料，其特征在于，所述造孔填充材料在降解的同时，其降解的产物具有生物学活性，能够促进组织细胞生长，调节细胞黏附、增殖与分化。


3.根据权利要求1所述的组织填充材料，其特征在于，所述造孔填充材料包括多聚糖类材料或蛋白类材料中的任意一种或者多种。


4.根据权利要求3所述的组织填充材料，其特征在于，所述的多聚糖类材料包括透明质酸、葡聚糖、壳聚糖或硫酸软骨素中的任意一种；所述的蛋白类材料包括胶原、明胶、纤维蛋白或者层粘连蛋白中的任意一种。


5.根据权利要求1所述的组织填充材料，其特征在于，所述造孔填充材料中包含能够促进细胞生长的活性药物，所述活性药物包括转化生长因子、血小板衍生生长因子、成纤维细胞生长因子。


6.根据权利要求1所述的组织填充材料，其特征在于，所述造孔填充材料的降解周期小于或等于8周。


7.根据权利要求1所述的组织填充材料，其特征在于，所述组织填充材料结构内的孔隙随着造孔填充材料的降解而逐渐增大。


8.根据权利要求1所述的组织填充材料，其特征在于，所述造孔填充材料还包括调控降解速度的调控剂，所述调控剂包括透明质酸酶、葡聚糖酶、壳聚糖酶、蛋白酶中的任意一种。


9.根据权利要求1所述的组织填充材料，其特征在于，所述海藻酸盐是海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵或海藻酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕世文，陈超，李彪，
申请(专利权)人：宁波迪创医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33