一种含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架制造技术

本发明专利技术涉及组织工程关节软骨修复技术领域，具体是一种用于关节软骨修复的含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架。本申请的水凝胶支架包埋了类软骨陷窝结构，类软骨陷窝结构为球形结构，粒径为50μm

【技术实现步骤摘要】
一种含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架


[0001]本专利技术涉及组织工程关节软骨修复
，具体是一种用于关节软骨修复的含有类软 骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架及制备方法。

技术介绍

[0002]关节软骨损伤是一种常见的临床疾病。关节软骨因缺少血管、神经及淋巴组织，且所含 细胞量极少，其自身修复能力有限，因此，无论是物理或化学因素导致的关节软骨损伤都很 难恢复到健康状态。目前临床常用治疗软骨损伤的方法，如微创钻孔术、微骨折术、马赛克 移植术、骨膜或软骨膜移植等，虽然能在一定程度上减轻患者痛苦，但长期效果不好，多形 成纤维软骨，最后仍然发展成骨组织而丧失软骨功能。伴随组织工程技术的发展，软骨组织 修复的新型生物支架材料的设计与开发已经成为软骨损伤修复的研究热点。而软骨的天然组 织结构特征是含有软骨陷窝结构，软骨细胞都是分布在软骨陷窝中。
[0003]而目前常见的致孔技术多在水凝胶密闭环境内引入致孔剂(含有碳酸根的无机盐)，在 酸性环境下通过反应产气形成孔径。该技术的最大问题是，无法将细胞准确的放在致孔剂形 成的孔洞中，且致孔过程引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架，其特征在于，类软骨陷窝结构包埋在水凝胶支架中；所述类软骨陷窝结构为球形结构，粒径为50μm
‑
500μm；所述类软骨陷窝结构中装载软骨相关细胞和/或促软骨生成的细胞因子，细胞载量为2
‑
5000个细胞/软骨陷窝。2.根据权利要求1所述的一种含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架，其特征在于，所述水凝胶支架含有海藻酸盐，所述类软骨陷窝结构由海藻酸盐的凝胶
‑
溶胶转化过程形成；优选地，所述凝胶
‑
溶胶转化过程为海藻酸盐以载细胞凝胶微球的固态引入到水凝胶支架中，海藻酸盐固态微球转变成液态溶液，形成水凝胶支架内部的球形空腔，即类软骨陷窝结构，空腔内原位载有软骨相关细胞和/或促软骨生成的细胞因子；所述水凝胶支架含有胶原、透明质酸、PRP中的一种或两种，水凝胶中的海藻酸盐通过离子交联和共价交联形成双交联水凝胶。3.根据权利要求2所述的一种含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架，其特征在于，所述共价交联为点击化学反应，点击化学反应基团对中的一种预先修饰在海藻酸盐的羟基上，点击化学反应基团对中的另一种基团预先修饰在聚乙二醇分子上；预先修饰的海藻酸盐分子分布在水凝胶支架中，与预先修饰的聚乙二醇分子发生点击化学反应共价交联。4.根据权利要求1所述的一种含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架，其特征在于，所述软骨相关细胞为软骨细胞、骨髓间充质干细胞、滑膜干细胞中的任意一种或两种以上；所述细胞因子为TGF
‑
β、bFGF、IGF
‑
1、FGF、PDGF、PRP的任意一种或两种以上；所述TGF
‑
β为TGF
‑
β1、TGF
‑
β2；所述FGF为FGF 2。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述一种含有类软骨陷窝结构的硬度可调水凝胶支架，其特征在于，所述水凝胶支架的制备方法为：(1)制备载细胞和细胞因子的海藻酸钙微球：a.将海藻酸盐分子羟基上进行点击化学反应基团对中任意一种基团共价修饰；所述海藻酸盐优选为海藻酸钠、海藻酸钾；b.将修饰后的海藻酸盐与未修饰的海藻酸盐按照1:0
‑
1:10比例配制成终浓度10
‑
30g/L海藻酸盐溶液；c.将步骤b制备的海藻酸盐溶液与软骨相关细胞和细胞因子混合，混合液中细胞密度在1
×
106‑2×
107/mL，细胞因子浓度在0
‑
10mg/mL；d.配制凝胶浴水溶液，凝胶浴水溶液中含有总浓度5
‑
30g/L钙离子和0
‑
20g/L氯化钠、0
‑
20g/L氯化钾、0
‑
20g/L柠檬酸钠、0
‑
20g/L磷酸钠、0
‑
20g/L磷酸氢二钠、0
‑
20g/L磷酸二氢钠0
‑
30g/L、0
‑
30g/L吐温、0
‑
30g/L F68中的一种或二种以上；e.通过液体颗粒化技术制备载有软骨相关细胞和细胞因子的海藻酸钙微球，微球粒径在50
‑
500微米；(2)制备载有海藻酸钙微球的水凝胶支架：a.配制胶原、透明质酸钠的混合溶液，溶液中胶原浓度在2
‑
10mg/mL，透明质酸钠溶液在0
‑
10mg...

【专利技术属性】
技术研发人员：于炜婷，郑国爽，刘袖洞，李诚，
申请(专利权)人：大连大学附属中山医院，
类型：发明
国别省市：