一种下颌骨髁突骨软骨修复支架材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了下颌骨髁突骨软骨修复支架材料及其制备方法，该支架材料由软骨表层、软骨深层和骨层组成，所述软骨表层由交联巯基‑透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的骨髓间充质干细胞组成，软骨深层由交联巯基‑透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的软骨细胞组成，骨层为多孔双相磷酸钙陶瓷，软骨深层位于软骨表层与骨层之间以及骨层的多孔结构中将软骨表层与骨层连接为一体。体内实验证实该支架材料对下颌骨髁突骨软骨缺损具有优异的修复能力，可解决现有治疗下颌骨髁突骨软骨损伤的方法及材料无法无法修复下颌骨髁突骨软骨缺损的问题，为下颌骨髁突骨软骨损伤的治疗提供了新的可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种下颌骨髁突骨软骨修复支架材料及其制备方法
本专利技术属于下颌骨修复材料领域，涉及下颌骨髁突骨软骨修复支架材料及其制备方法。
技术介绍
颞下颌关节紊乱症在临床上十分常见，常常伴随下颌骨髁突的骨软骨缺损，导致患者出现关节疼痛、下颌运动受限，伴发骨关节炎，甚至张口受限，严重影响患者的生活质量。下颌骨髁突缺乏直接的血液供应和神经支配，自身修复能力极差，颞下颌关节紊乱症导致的髁突骨软骨缺损几乎不能完全修复。目前，临床应用的治疗下颌骨髁突骨软骨损伤的方法都存在明显的缺点：(1)口服药物、理疗等无创治疗只能起到缓解症状、延缓病情的作用，不能修复已有的下颌骨髁突骨软骨缺损；(2)关节腔内注射透明质酸及营养因子等微创治疗手术主要用于缓解关节区疼痛，增加关节内润滑度进而改善下颌运动功能，但不具备修复下颌骨髁突骨软骨缺损的功能；(3)颞下颌关节区开放性手术治疗主要为严重影响下颌骨功能的患者进行髁突置换手术，亦无法修复下颌骨髁突骨软骨缺损。对于骨软骨损伤，理想的治疗效果是在损伤部位形成与周围正常组织结构类似、具有良好生物学性能的新生软骨层及骨层，与周围正常组织紧密结合。组织工程技术，可利用异体细胞复合到多层具有良好生物学性能的支架上构建出大小及形状合适的组织工程骨软骨复合体，有效克服了自体骨软骨移植中供体不足及供体部位损伤、细胞扩增能力欠佳的限制，为下颌骨髁突骨软骨损伤的修复提供了新的希望。多数滑膜关节软骨主要由透明软骨构成，而下颌骨髁突软骨由纤维软骨组成，其组织构成及分层与多数滑膜关节软骨存在较大差异，这就造成了现有的适用于滑膜关节软骨修复的材料对下颌骨髁突软骨修复的适用性较为有限。国内外目前对一般滑膜关节组织工程骨软骨复合组织的构建研究比较深入，但对下颌骨髁突的骨软骨修复尚处于初探阶段。如何开发出理想的下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，以解决目前临床应用的治疗下颌骨髁突骨软骨损伤的方法存在的问题，成了支架材料今后主要的研究方向之一。
技术实现思路
针对现有技术中尚无专门针对下颌骨髁突的骨软骨修复的支架材料，临床应用的治疗下颌骨髁突骨软骨损伤的方法及材料无法实现对下颌骨髁突骨软骨缺损修复的问题，本专利技术提供了一种下颌骨髁突骨软骨修复支架材料及其制备方法，以实现对下颌骨髁突骨软骨缺损的修复。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，由软骨表层、软骨深层和骨层组成，所述软骨表层由交联巯基-透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的骨髓间充质干细胞组成，软骨深层由交联巯基-透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的软骨细胞组成，骨层为多孔双相磷酸钙陶瓷，软骨深层位于软骨表层与骨层之间以及骨层的多孔结构中将软骨表层与骨层连接为一体，所述交联巯基-透明质酸水凝胶是由结构式如式(I)所示的巯基-透明质酸通过巯基之间形成二硫键的自交联反应形成，巯基-透明质酸中半胱氨的接枝率为30％～60％，上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的技术方案中，所述软骨表层中，交联巯基-透明质酸的含量为5～30mg/mL，I型胶原的含量为15～25mg/mL；所述软骨深层中，交联巯基-透明质酸的含量为5～30mg/mL，I型胶原的含量为15～25mg/mL。进一步地，软骨表层和软骨深层中，I型胶原的含量为交联巯基-透明质酸的含量的0.5～3倍，优选为2～3倍。软骨表层和软骨深层中，交联巯基-透明质酸的含量优选为6～20mg/mL，更优选为6～10mg/mL，I型胶原的含量优选为15～20mg/mL。更进一步地，软骨表层与软骨深层中的交联巯基-透明质酸的含量最好是相同，软骨表层与软骨深层中的I型胶原的含量也最好是相同。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的技术方案中，所述多孔双相磷酸钙陶瓷由羟基磷灰石与β-磷酸三钙组成，多孔双相磷酸钙陶瓷中，羟基磷灰石的含量为10wt％～40wt％，优选为20wt％～40wt％。进一步地，所述多孔双相磷酸钙陶瓷的孔隙率为60％～80％。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的技术方案中，所述软骨表层、软骨深层以及骨层的厚度比为1:(1.5～2):(2～3)。实际应用中，根据实际修复对象来确定软骨表层、软骨深层以及骨层的具体厚度以及骨层的形状，通常，所述软骨表层的厚度为0.2～1mm，进一步地，软骨表层的厚度可以为0.2～0.5mm。所述软骨深层的厚度是指软骨深层处于软骨表层与骨层之间的厚度。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的技术方案中，软骨深层中的软骨细胞组为异体来源或自体来源的原代软骨细胞，软骨表层中的骨髓间充质干细胞为异体来源或自体来源的原代骨髓间充质干细胞。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的技术方案中，巯基-透明质酸是以透明质酸为基础通过半胱氨改性得到的，作为改性基础的透明质酸的分子量优选为0.1MDa～4.0MDa，进一步优选地，作为改性基础的透明质酸的分子量优选为0.2MDa～0.5MDa。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的技术方案中，巯基-透明质酸中半胱氨的接枝率优选为30％～40％。本专利技术还提供了上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将成型多孔双相磷酸钙陶瓷置于模具中；(2)将巯基-透明质酸溶液与I型胶原溶液混匀，调节pH值至7.3～7.5，然后加入软骨细胞悬液并混匀，将所得含细胞的混合液注射至成型多孔双相磷酸钙陶瓷的上方，静置至凝胶状态即形成软骨深层；(3)将巯基-透明质酸溶液与I型胶原溶液混匀，调节pH值至7.3～7.5，然后加入骨髓间充质干细胞悬液并混匀，将所得含细胞的混合液注射至软骨深层的上方，静置至凝胶状态即形成软骨表层，从模具中取出，得到下颌骨髁突骨软骨修复支架材料；步骤(2)～(3)的操作在冰浴条件下进行，将巯基-透明质酸用α-MEM培养基溶解即得巯基-透明质酸，将I型胶原用醋酸溶液溶解即得I型胶原溶液，巯基-透明质酸溶液与I型胶原溶液混匀所形成的混合液中，交联巯基-透明质酸的浓度为5～30mg/mL，I型胶原的浓度为15～25mg/mL。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的制备方法的技术方案中，步骤(2)中软骨细胞悬液的加入量应使步骤(2)所得含细胞的混合液中，软骨细胞的含量至少达到1×105cells/mL，例如可以是1×106～5×108cells/mL；步骤(3)中骨髓间充质干细胞悬液的加入量应使步骤(2)所得含细胞的混合液中，骨髓间充质干细胞的含量至少达到1×105cells/mL，例如可以是1×106～5×108cells/mL。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的制备方法的技术方案的步骤(2)～(3)中，巯基-透明质酸溶液与I型胶原溶液混匀所形成的混合液中，交联巯基-透明质酸的浓度优选为6～20mg/mL，更优选为6～10mg/mL，I型胶原的浓度优选为15～20mg/mL。上述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料的制备方法的技术方案中，若步骤(3)制备的下颌骨髁突骨软骨修复支架材料无法立即使用，则将下颌骨髁突骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，由软骨表层、软骨深层和骨层组成，所述软骨表层由交联巯基-透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的骨髓间充质干细胞组成，软骨深层由交联巯基-透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的软骨细胞组成，骨层为多孔双相磷酸钙陶瓷，软骨深层位于软骨表层与骨层之间以及骨层的多孔结构中将软骨表层与骨层连接为一体，所述交联巯基-透明质酸水凝胶是由结构式如式(I)所示的巯基-透明质酸通过巯基之间形成二硫键的自交联反应形成，巯基-透明质酸中半胱氨的接枝率为30％～60％，/n

【技术特征摘要】
1.一种下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，由软骨表层、软骨深层和骨层组成，所述软骨表层由交联巯基-透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的骨髓间充质干细胞组成，软骨深层由交联巯基-透明质酸与I型胶原的复合水凝胶以及分布在该复合水凝胶中的软骨细胞组成，骨层为多孔双相磷酸钙陶瓷，软骨深层位于软骨表层与骨层之间以及骨层的多孔结构中将软骨表层与骨层连接为一体，所述交联巯基-透明质酸水凝胶是由结构式如式(I)所示的巯基-透明质酸通过巯基之间形成二硫键的自交联反应形成，巯基-透明质酸中半胱氨的接枝率为30％～60％，





2.根据权利要求1所述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，所述软骨表层中，交联巯基-透明质酸的含量为5～30mg/mL，I型胶原的含量为15～25mg/mL；所述软骨深层中，交联巯基-透明质酸的含量为5～30mg/mL，I型胶原的含量为15～25mg/mL。


3.根据权利要求1所述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，所述多孔双相磷酸钙陶瓷由羟基磷灰石与β-磷酸三钙组成，多孔双相磷酸钙陶瓷中，羟基磷灰石的含量为10wt％～40wt％。


4.根据权利要求3所述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，所述多孔双相磷酸钙陶瓷的孔隙率为60％～80％。


5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，所述软骨表层、软骨深层以及骨层的厚度比为1:(1.5～2):(2～3)。


6.根据权利要求5所述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，所述软骨表层的厚度为0.2～1mm。


7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述下颌骨髁突骨软骨修复支架材料，其特征在于，软骨深层中的软骨细胞组为异体...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，王鸿哲，徐扬，王培磊，樊渝江，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51