光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料及其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料及其制备方法及应用。制备方法包括：制备可溶性的软骨脱细胞基质材料；软骨脱细胞基质材料标记光敏基团，得到光敏软骨脱细胞基质材料；配置光敏软骨脱细胞基质材料，加入光引发剂，光照射后，即获得光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料。所述光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料作为制备软骨缺损修复与再生材料的应用。与现有技术相比，本发明专利技术光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料来源于软骨组织，富含软骨生长的特异性基质，能更好的诱导软骨组织再生。本发明专利技术中，水凝胶材料光制备的构建方式具备临床操作上的可控性，非常适合于原位关节软骨缺损修复。非常适合于原位关节软骨缺损修复。非常适合于原位关节软骨缺损修复。

【技术实现步骤摘要】
光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料及其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及生物医用材料领域，尤其是涉及一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料及其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]软骨缺损修复具有重大的临床应用前景，利用仿生支架材料诱导原位软骨组织再生有望成为关节功能重建的重要手段。在众多支架材料中，水凝胶材料以其高度含水、合适的力学强度，被认为是软组织修复最为理想的仿生支架材料。从水凝胶支架材料的来源上讲，无论是力学性能较好的合成材料(聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇等)，还是生物相容性较好的天然材料(透明质酸、明胶、壳聚糖等)，都不及组织来源的脱细胞基质能更好地还原生物组织的真实微环境；从支架材料的构建方法上讲，光交联方式更加具备时空的精准可控性，在临床使用过程中具有较好的实际操作性。因此，以软骨脱细胞基质为骨架材料的水凝胶不仅能够更好的模拟软骨组织生长的微环境，而且结合光交联方式构建的光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料，更加具备可控性与操作性，能够实现原位软骨缺损修复，并诱导软骨组织再生，是一种软骨缺损修复与再生的全新策略。但是，软骨脱细胞基质材料的光制备一直是制约该类仿生支架材料构建的瓶颈问题。例如，1)软骨脱细胞基质的溶解再成型未能得到有效的解决；2)脱细胞过程中会不可避免的造成活性成分的损失；3)制备的水凝胶必须到达一定的力学强度才能满足组织修复的需要。

技术实现思路

[0003]为了解决软骨脱细胞基质光制备的难题，本专利技术提供一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料及其制备方法及应用。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]本专利技术的第一个目的是，提供一种光敏软骨脱细胞基质材料，为一种高分子材料，其结构如下所示：
[0006][0007]其中，双键结构选自烯基类、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酰类或甲基丙烯酰类结构，n≥2，P为软骨组织提取的胶原或多糖类生物大分子。
[0008]在本专利技术的一个实施方式中，所述软骨组织来源于动物体内各种含软骨的组织，优选为耳软骨、关节软骨、半月板软骨或肋软骨等。
[0009]本专利技术的第二个目的是，提供一种所述软骨脱细胞基质材料的制备方法。
[0010]所述软骨脱细胞基质材料的制备方法为：
[0011]选取新鲜的动物来源的软骨组织，经组织剥离，切碎后，利用合适的酶消化一段时间，离心，取上层清液，经透析，冷冻干燥后，即可得到可溶性的软骨脱细胞基质材料。
[0012]在本专利技术的一个实施方式中，所述动物选自猪、牛、羊、狗、兔子、老鼠等，优选为
猪、牛、羊、狗。
[0013]在本专利技术的一个实施方式中，所述软骨组织来源于动物体内各种含软骨的组织，优选为耳软骨、关节软骨、半月板软骨、肋软骨等。
[0014]在本专利技术的一个实施方式中，所述酶为可消化胶原或多糖类大分子的生物酶，优选为胃蛋白酶、胶原酶、胰酶等，进一步优选为胶原酶。胃蛋白酶消化得到的高分子以胶原为主，胶原酶消化得到的高分子以多糖为主。
[0015]在本专利技术的一个实施方式中，所述消化一段时间为0.1小时
‑
7天，优选为5小时
‑
48小时。
[0016]本专利技术的第三个目的是，提供一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法。
[0017]本专利技术所述光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法包括以下三个步骤：
[0018]第一步，制备可溶性的软骨脱细胞基质材料；
[0019]第二步，软骨脱细胞基质材料标记光敏基团，得到光敏软骨脱细胞基质材料；
[0020]第三步，光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的光制备：配置一定浓度的光敏软骨脱细胞基质材料，加入一定浓度的光引发剂，在一定波长光照射一段时间后，即可获得光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料。
[0021]在本专利技术的一个实施方式中，第一步制备可溶性的软骨脱细胞基质材料参考上述本专利技术第二个目的的方式实施。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，第二步所述软骨脱细胞基质材料标记光敏基团的方法为：首先溶解软骨脱细胞基质材料，然后通过一定的标记方法标记光敏基团，即可得到光敏软骨脱细胞基质材料。
[0023]在本专利技术的一个实施方式中，所述光敏基团的标记方法是利用丙烯酸酐类分子、甲基丙烯酸酐类分子，或丙烯酸缩水甘油酯类分子、甲基丙烯酸缩水甘油酯类分子，或丙烯酰氯类分子、甲基丙烯酰氯类分子来实现。
[0024]在本专利技术的一个实施方式中，所述光敏基团的标记可通过以下几种实施方式实现：
[0025]第一种可实现的实施方式：将软骨脱细胞基质材料溶于去离子水，冷却至0
‑
4℃，加入丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐，再缓慢滴加5M NaOH，反应24h，然后将反应液倒入透析袋中，用去离子水透析2
‑
3d，然后冷冻干燥，即可得到所述光敏软骨脱细胞基质材料。
[0026]第二种可实现的实施方式：将软骨脱细胞基质材料溶于去离子水，加热至40℃搅拌溶解，加入丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯，再加入5M NaOH，反应2
‑
3h后，将反应液倒入透析袋中，用去离子水透析2
‑
3d，然后冷冻干燥，即可得到所述的光敏软骨脱细胞基质材料。
[0027]第三种可实现的实施方式：将软骨脱细胞基质材料溶于无水二甲基亚砜中，加入三乙胺，再加入丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯，溶于二氯甲烷中，反应10h，反应结束后，将反应液倒入乙醇中重沉淀，过滤得到的粗产物重新溶于去离子水中，透析2
‑
3d，然后冷冻干燥，即可得到所述的光敏软骨脱细胞基质材料。
[0028]在本专利技术的一个实施方式中，第三步中，所述光引发剂为水溶性光引发剂，优选为I 2959，LAP等。
[0029]在本专利技术的一个实施方式中，第三步中，所述光敏软骨脱细胞基质的浓度为0.5
‑
90％w/v，优选为5
‑
20％w/v。所述光引发剂的浓度为0.01
‑
10％w/v，优选为0.1
‑
1％w/v。
[0030]在本专利技术的一个实施方式中，第三步中，所述光源波长优选为254
‑
450nm。
[0031]在本专利技术的一个实施方式中，第三步中，所述光照时间为1秒
‑
10分钟，优选为10秒
‑
3分钟。
[0032]本专利技术的第四个目的是，提供一种基于上述制备方法获得的光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料。
[0033]本专利技术的第五个目的是，提供所述光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的应用。
[0034]本专利技术提供了光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料在软骨缺损修复与再生领域的应用，具体是提供了所述光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料作为制备软骨缺损修复与再生材料的应用，尤其是提供所述光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料作为制备关节软骨缺损修复材料的应用。
[0035]与现有技术相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括：制备可溶性的软骨脱细胞基质材料；软骨脱细胞基质材料标记光敏基团，得到光敏软骨脱细胞基质材料；配置光敏软骨脱细胞基质材料，加入光引发剂，光照射后，即获得光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料。2.根据权利要求1所述的一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述光敏软骨脱细胞基质材料，其结构如下所示：其中，双键结构选自烯基类、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酰类或甲基丙烯酰类结构，n≥2，P为软骨组织提取的胶原或多糖类生物大分子。3.根据权利要求1所述的一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述光敏软骨脱细胞基质材料的制备方法为：选取新鲜的动物来源的软骨组织，经组织剥离，切碎后，利用酶消化，离心，取上层清液，经透析，冷冻干燥后，即得到可溶性的软骨脱细胞基质材料；所述酶为可消化胶原或多糖类大分子的生物酶，优选为胃蛋白酶、胶原酶、胰酶。4.根据权利要求1所述的一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述软骨脱细胞基质材料标记光敏基团的方法为：首先溶解软骨脱细胞基质材料，然后标记光敏基团，即得到光敏软骨脱细胞基质材料。5.根据权利要求4所述的一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述光敏基团的标记方法是利用丙烯酸酐类分子、甲基丙烯酸酐类分子，或丙烯酸缩水甘油酯类分子、甲基丙烯酸缩水甘油酯类分子，或丙烯酰氯类分子、甲基丙烯酰氯类分子来实现。6.根据权利要求5所述的一种光敏软骨脱细胞基质水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述光敏基团的标记可通过以下几种实施方式实现：第一种可实现的实施方式：将软骨脱细胞基质材料溶于去离子水，冷却至0
‑
4℃，加入丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐，再缓慢滴加5M NaOH，反应24h，然后将反应液倒入透析袋中，用去离子水透析2

【专利技术属性】
技术研发人员：周广东，华宇杰，白宝帅，郝俊祥，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：