一种注射型髓核修复产品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种注射型髓核修复产品及其制备方法，该注射型髓核修复产品包括相互独立包装的交联剂和水凝胶前体溶液；该水凝胶前体溶液内加入交联剂后能在温和条件下快速形成水凝胶；具有壳层和芯层的纳米纤维，其壳层不溶于水，芯层包含髓核修复物质；所述纳米纤维相对交联剂和水凝胶前体溶液独立包装，或分散于水凝胶前体溶液中。该修复产品在注射时能够在体内即时成型，避免了凝胶泄露压迫到神经；具有壳层和芯层的纳米纤维可以负载各类髓核修复物质及生物活性因子，从纳米纤维两端进行缓释；分散的纳米纤维还能将水凝胶的力学性能提升至原生髓核组织的2倍并且保留水凝胶的韧性，从而实现力学和生物学的双重修复。从而实现力学和生物学的双重修复。从而实现力学和生物学的双重修复。

【技术实现步骤摘要】
一种注射型髓核修复产品及其制备方法


[0001]本专利技术涉及人工椎间盘髓核支架制备
，特别涉及一种注射型髓核修复产品及其制备方法。

技术介绍

[0002]椎间盘退变是全世界较为普遍的疾病，全球有超过5亿人正在被椎间盘退变所折磨。目前，临床上一般采用髓核摘除术、椎间盘融合术以及人工椎间盘置换等外科手术治疗椎间盘退变，这些外科手术无一例外会造成新的创伤，易引发并发症，如何修复退变髓核仍是椎间盘退变治疗目前尚未解决的难题，尚无修复退变碎裂髓核、重建椎间盘生物力学功能的有效手段。
[0003]组织工程学再生技术的发展虽然为椎间盘髓核的再生修复提供了新的技术手段和前景，但由于椎间盘解剖位置的特殊性，在承受人体80％压力的同时，后方还有脊髓神经走行，而目前的修复髓核组织的产品效果各异，例如富血小板血浆注射、高强度水凝胶替代都只是单独的聚焦于生物学修复或是力学修复，对于椎间盘的再生和修复效果并不理想。

技术实现思路

[0004]为了解决现有髓核软骨修复产品存在的不足，本专利技术提供一种兼具力学和生物学双重修复的注射型髓核修复产品及其制备方法。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种注射型髓核修复产品，包括：
[0007]相互独立包装的交联剂和水凝胶前体溶液；所述水凝胶前体溶液内加入交联剂后能在温和条件下快速形成水凝胶；
[0008]具有壳层和芯层的纳米纤维，其壳层不溶于水，芯层包含髓核修复物质；所述纳米纤维相对交联剂和水凝胶前体溶液独立包装，或分散于水凝胶前体溶液中。
[0009]在本专利技术提供的一些实施方式中，纳米纤维相对交联剂和水凝胶前体溶液独立包装时，纳米纤维以纳米纤维膜或短纤维的形式存在，纳米纤维膜在注射前打碎成短纤维，短纤维的两端暴露出芯层。
[0010]在本专利技术提供的一些实施方式中，纳米纤维分散于水凝胶前体溶液中时，纳米纤维以纳米纤维膜的形式存在，注射前将水凝胶前体溶液中的纳米纤维膜打碎成短纤维。
[0011]在本专利技术提供的一些实施方式中，水凝胶前体和纳米纤维的重量比为1:1～6:1。
[0012]在本专利技术提供的一些实施方式中，纳米纤维的长度为500nm～2000nm；纳米纤维的壳层和芯层重量比为1:1～10:1。
[0013]在本专利技术提供的一些实施方式中，纳米纤维的壳层为聚己内酯、壳聚糖、胶原蛋白、聚丙烯腈、聚苯胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、丝素蛋白、聚乳酸中的至少一种，纳米纤维的芯层包含氨基葡萄糖、胰岛素样生长因子、血管内皮生长因子、外泌体、转化生长因子、富血小板血浆中的一种或多种。
[0014]在本专利技术提供的一些实施方式中，芯层还包含壳聚糖、胶原蛋白、聚乙二醇、聚乙烯醇、丝素蛋白、聚乳酸中的至少一种作为髓核修复物质的分散剂。
[0015]在本专利技术提供的一些实施方式中，水凝胶前体溶液为海藻酸钠溶液，交联剂为含钙离子的粉末或溶液。
[0016]在本专利技术提供的一些实施方式中，海藻酸钠溶液和交联剂的质量浓度比为3:5～10。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种制备上述注射型髓核修复产品的方法，包括：
[0018]通过同轴静电纺丝制备纳米纤维膜；将纳米纤维膜打碎，获得短纤维。
[0019]在本专利技术提供的一些实施方式中，通过同轴静电纺丝制备纳米纤维膜包括：
[0020]将重量比为4～9:1的丝素蛋白和聚己内酯共同溶于溶剂中，制成静电纺丝液；进行同轴静电纺丝，形成以丝素蛋白和聚己内酯为壳层的纳米纤维膜；纳米纤维膜进行乙醇梯度交联。
[0021]在本专利技术提供的一些实施方式中，所述溶剂为对人体无害的有机溶剂。
[0022]第三方面，本专利技术提供采用上述注射型髓核修复产品制成的仿生支架。
[0023]本专利技术提供的注射型髓核修复产品能够通过注射的方式到达待修复部位，并在交联剂的作用下于温和条件下快速形成水凝胶，使用方便快捷；水凝胶中均匀分散的纳米纤维能够增强水凝胶的抗压缩强度，同时，纳米纤维不溶于水的壳层能够防止芯层中髓核修复物质的提前泄露。
附图说明
[0024]图1是实施例2、3制备的纳米纤维及水凝胶的场发射电镜图，图A是实施例2制备的纳米纤维的场发射电子显微镜图，图B是实施例3所得水凝胶的场发射电子显微镜图，图C是实施例2制备的纳米纤维的透射电子显微镜图，图D是实施例2制备的纳米纤维的荧光共聚焦显微镜图。
[0025]图2是本专利技术所得水凝胶的场发射电镜图，图A是实施例1所得水凝胶的场发射电子显微镜图，图B是实施例2所得水凝胶的场发射电子显微镜图，图C是实施例3所得水凝胶的场发射电子显微镜图，图D是实施例4所得水凝胶的场发射电子显微镜图。
[0026]图3是本专利技术所得水凝胶的机械性能及生物相容性展示。图A和B是实施例1、2、3、4所得水凝胶的机械压缩曲线及计算的弹性模量。图C和D是实施例3所得水凝胶的活死细胞检测和细胞在支架上培养1、3、5天后的荧光染色结果，活细胞Calcein
‑
AM(绿色)染色，死细胞PI(红色)染色，比例尺＝500μm。图E是实施例3所得水凝胶的CCK
‑
8试剂盒检测，图F是实施例3所得水凝胶的体外生长因子缓释检测。
[0027]图4是实施例3提供的注射型髓核修复产品在大鼠尾椎间盘退变模型中的应用。制备大鼠尾椎间盘退变模型后，将不同的产品注射到退变的椎间盘内，在术后4周及8周行影像学X线和MRI及组织学染色，以未注射产品不采取治疗措施未对照组。A为不同时间的大鼠尾椎X线检查图，B为不同时间大鼠尾椎MRI扫描图，C为不同时间大鼠尾椎番红固绿组织学切片染色图。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术进一步描述，该描述只是为了更好地说明本专利技术的技术方案而不是对权利要求进行限制。本专利技术并不限于这里所描述的特殊实施例和实施方案。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本专利技术精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，都落入本专利技术的保护范围。
[0029]除非另外说明，本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管可在本专利技术的实践或测试中使用本文描述的那些类似或相当的任何方法，但本文将描述优选的方法。
[0030]本文中所使用的数值范围拟包括在该范围内的每一数值和子组，而不管是否具体地公开。进一步地，这些数值范围应当解释为针对涉及在该范围内的任何数值或数值的子组的权利要求而言提供支持。
[0031]除非另外规定，本文中所提供的数值应当最多为给定的端点且包括给定的端点。
[0032]通过以下详细说明结合附图可以进一步理解本专利技术的特点和优点。但这些具体实施方案不以任何方式限制本专利技术的保护范围。本实施方案所用的原料为已知化合物，可在市场上购得。
[0033]本专利技术提供的注射型髓核修复产品，包括：相互独立包装的交联剂和水凝胶前体溶液，相对交联剂和水凝胶前体溶液独立包装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种注射型髓核修复产品，其特征在于，包括：相互独立包装的交联剂和水凝胶前体溶液；所述水凝胶前体溶液内加入交联剂后能在温和条件下快速形成水凝胶；具有壳层和芯层的纳米纤维，其壳层不溶于水，芯层包含髓核修复物质；所述纳米纤维相对交联剂和水凝胶前体溶液独立包装，或分散于水凝胶前体溶液中。2.根据权利要求1所述的注射型髓核修复产品，其特征在于：所述纳米纤维相对交联剂和水凝胶前体溶液独立包装时，所述纳米纤维以纳米纤维膜或短纤维的形式存在，所述纳米纤维膜在注射前打碎成短纤维，所述短纤维的两端暴露出芯层。3.根据权利要求1所述的注射型髓核修复产品，其特征在于：所述纳米纤维分散于水凝胶前体溶液中时，所述纳米纤维以纳米纤维膜的形式存在，注射前将水凝胶前体溶液中的纳米纤维膜打碎成短纤维。4.根据权利要求1所述的注射型髓核修复产品，其特征在于：所述水凝胶前体和纳米纤维的重量比为1:1～6:1；所述纳米纤维的壳层和芯层重量比为1:1～10:1。5.根据权利要求1所述的注射型髓核修复产品，其特征在于：所述纳米纤维的壳层为聚己内酯、壳聚糖、胶原蛋白、聚丙烯腈、聚苯胺、聚乙烯吡咯烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓红兵，李名广，李新志，黄卫，崔金海，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：