一种基于大孔径的组织工程支架及其用途制造技术

本发明专利技术提供了一种组织工程支架。具体地，所述组织工程支架是将可降解的生物胶状物均匀填充于硬性大孔径框架结构，制成的生物胶

A tissue engineering scaffold based on large aperture and its application

【技术实现步骤摘要】
一种基于大孔径的组织工程支架及其用途


[0001]本专利技术属于组织工程学领域，具体地，本专利技术涉及一种组织工程支架及其制备方法。

技术介绍

[0002]包括软骨或骨缺损在内的硬组织缺损在临床诊疗中日趋常见，现有治疗手段仍以自体组织移植为主，但存在感染风险大、产生新的供区缺损和供区有限等问题。近年来，组织工程学的进步为治疗各类硬组织缺损提供了新方法。支架材料作为组织工程三要素中的重要一环，在构建组织工程骨或软骨的过程中起到了至关重要的作用，所以寻找一种材料表征合适、细胞相容性好且具有成骨诱导活性的支架材料成为现阶段骨组织工程的热点。
[0003]现有用于硬组织修复的组织工程支架多分为两种：一种为海绵状的多孔支架(如胶原海绵，聚羟基乙酸/聚乳酸(PGA/PLA)支架等)；另一种为以脱钙骨及PCL框架为代表的大孔框架结构。这两类支架各有利弊。海绵状多孔支架可以通过调节溶质浓度及冻干参数来构建孔径不同的支架，满足各类细胞的接种需求，但这类支架力学强度多差强人意，无法满足即时修复的强度需求；脱钙骨及PCL框架结构为代表的支架可以拥有较好的力学强度，满足各类部位的即时修复的力学强度要求，但其孔径难以精准控制，孔径过大导致在接种细胞悬液时无法有效负载细胞，使得细胞接种效率过低，尤其是脱钙骨基质这类天然来源的材料，其孔径会因材料批次不同而各有差异，影响整体组织再生效果。
[0004]因此，本领域迫切需要开发一种孔径合适，且具有良好的力学强度的组织工程支架。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是提供一种适合应用于硬组织缺损修复的组织工程支架。
[0006]本专利技术的第一方面，提供了一种组织工程支架，所述组织工程支架包括：
[0007](a)硬性大孔径框架结构；和
[0008](b)负载于或填充于硬性大孔径框架结构的可降解的生物胶。
[0009]在另一优选例中，所述可降解的的生物胶选自下组：复合明胶、胶原、丝素、水凝胶或其组合。
[0010]在另一优选例中，所述硬性大孔径框架结构具有一定硬度和力学强度。
[0011]在另一优选例中，所述硬性大孔框架结构由可降解生物材料制成。
[0012]在另一优选例中，所述硬性大孔框架结构选自下组：脱钙骨基质、PCL框架或其组合。
[0013]在另一优选例中，所述硬性大孔框架结构的孔径为300
‑
800μm，孔隙率为80％
‑
90％。
[0014]在另一优选例中，所述硬性大孔径框架结构为脱钙骨基质。
[0015]在另一优选例中，所述脱钙骨基质来源于同种异体骨修复材料。
[0016]在另一优选例中，所述脱钙骨基质来源于异种骨修复材料。
[0017]在另一优选例中，所述脱钙骨基质的形状包括圆柱体、长方体或其他特定形状。
[0018]在另一优选例中，所述脱钙骨基质的厚度为0.3～0.8cm，较佳地，0.4～0.6cm，最佳地，0.5cm。
[0019]在另一优选例中，所述脱钙骨基质的脱钙量为30％～50％。
[0020]在另一优选例中，所述脱钙骨基质的孔径为300
‑
800μm，孔隙率为80％
‑
90％。
[0021]在另一优选例中，所述组织工程支架的孔径大小可通过负载的生物胶浓度和冻干处理的时间调整。
[0022]在另一优选例中，所述的组织工程支架还可以负载有含有软骨细胞的软骨细胞悬液、软骨凝胶或软骨膜片颗粒。
[0023]在另一优选例中，所述软骨细胞来源于人类或非人类哺乳动物。
[0024]在另一优选例中，所述软骨细胞来源于自体软骨细胞或异体软骨细胞，优选地为自体软骨细胞。
[0025]在另一优选例中，所述软骨细胞来源于弹性软骨、纤维软骨或透明软骨。
[0026]在另一优选例中，所述软骨细胞取自受试者自体软骨细胞。
[0027]在另一优选例中，所述自体软骨细胞包括弹性软骨细胞、纤维软骨细胞或透明软骨细胞。
[0028]在另一优选例中，所述受试者为人类或非人类的哺乳动物。
[0029]在另一优选例中，所述受试者具有硬组织缺损。
[0030]在另一优选例中，所述硬组织缺损包括关节缺损、颌面部软骨及相关硬组织缺损、鼻中隔缺损、或其组合。
[0031]在另一优选例中，所述关节缺损为膝关节缺损、肘关节缺损、髋关节缺损、踝关节缺损、腕关节缺损、下颌关节缺损或其组合。
[0032]在另一优选例中，所述软骨细胞悬液中软骨细胞的浓度(密度)为1.0
×
106/ml至1.0
×
108/m。
[0033]在另一优选例中，所述的软骨凝胶包括软骨细胞构成的细胞群以及软骨细胞所分泌的细胞外基质，其中所述细胞外基质包裹所述的细胞群，并且所述软骨凝胶呈凝胶态，并且软骨细胞的密度为至少1.0
×
108个/ml或1.0
×
108个/g。
[0034]在另一优选例中，所述的软骨凝胶是用软骨细胞经凝胶化培养而制备的。
[0035]在另一优选例中，所述的凝胶化培养是用凝胶化培养基进行的体外培养。
[0036]在另一优选例中，所述的凝胶化培养基含有以下组分：含4
‑
5wt％葡萄糖的高糖DMEM培养基、10％FBS(v/v)和100U/ml青
‑
链霉素。
[0037]在另一优选例中，所述软骨凝胶的粘附率≥90％，较佳地≥95％。
[0038]在另一优选例中，所述软骨凝胶中，软骨细胞的浓度为1.0
×
108个/ml
‑
10
×
108个/ml，较佳地1.5
‑5×
108个/ml。
[0039]在另一优选例中，所述软骨凝胶是凝胶化培养2.5
‑
5.5天，较佳地3
‑
5天得到的。
[0040]在另一优选例中，所述软骨膜片颗粒包括软骨细胞构成的细胞群以及软骨细胞所分泌的细胞外基质，其中所述细胞外基质包裹所述的细胞群，并且所述软骨颗粒是由薄片状的软骨膜片剪碎制得，其中软骨细胞的密度为至少1.0
×
108个/ml或1.0
×
108个/g。
[0041]在另一优选例中，所述软骨膜片中，软骨细胞的浓度为1.0
×
108个/ml
‑
10
×
108个/ml，较佳地1.5
‑5×
108个/ml。
[0042]在另一优选例中，所述软骨膜片是凝胶化培养6
‑
30天，较佳地7
‑
20天，最佳地10
‑
15天得到的。
[0043]在另一优选例中，所述的凝胶化培养是用凝胶化培养基进行的体外培养。
[0044]在另一优选例中，所述的凝胶化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组织工程支架，其特征在于，所述组织工程支架包括：(a)硬性大孔径框架结构；和(b)负载于或填充于硬性大孔径框架结构的可降解的生物胶。2.如权利要求1所述的组织工程支架，其特征在于，所述可降解的生物胶选自下组：复合明胶、胶原、丝素、水凝胶或其组合。3.如权利要求1所述的组织工程支架，其特征在于，所述硬性大孔框架结构选自下组：脱钙骨基质、PCL框架或其组合。4.如权利要求1所述的组织工程支架，其特征在于，所述硬性大孔框架结构的孔径为300
‑
800μM，孔隙率为80％
‑
90％。5.如权利要求1所述的组织工程支架，其特征在于，所述组织工程支架的孔径大小可通过负载的生物胶浓度和冻干处理的时间调整。6.如权利要求1所述的组织工程支架，其特征在于，所述的组织工程支架还可以负载有含有软骨细胞的软骨细胞悬液、软骨凝胶或软骨膜片颗粒。7.如权利要求6所述的组织工程支架，其特征在于，所述软骨细胞悬液中软骨细胞的浓度(密度)为1.0
×
106/ml至1.0
×
108/m。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘豫，慈政，
申请(专利权)人：上海软馨生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：