一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料及其制备方法和应用，属于骨修复材料技术领域。本发明专利技术利用多种方法进行脱细胞处理，全面地对松质骨基质材料中的免疫原性物质进行去除，取得良好的脱细胞效果。本发明专利技术所述鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料，细胞被清除干净，但松质骨材料表面的胶原纤维得以保留；脱细胞后保留了天然的松质骨微观结构，松质骨材料表面的孔径大小主要分布在300～400μm之间。本发明专利技术所述支架材料无细胞毒性，细胞能够在支架材料表面存活和增殖，并且组织相容性好，未发生炎症反应，且移植后的动物模型健康状态良好。康状态良好。康状态良好。

【技术实现步骤摘要】
一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于骨修复材料
，具体涉及一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]大段骨缺损在临床治疗中面临巨大挑战，由于创伤或手术导致的大段骨质缺损，在临床中是一种常见疾病，如病理过程中因骨折、炎症、骨病等因素所造成的粉碎性骨折、开放骨折大段骨组织缺损，炎症所致的骨坏死脱落分离，骨缺血性坏死导致的大片骨坏死所造成的骨缺损等疾病。骨缺损的发生对身体有很大的负面影响，由于骨缺损导致骨不连严重影响了骨骼的自我修复功能，对此的重建一直是临床中的一大难题。
[0003]目前，治疗大段骨缺损的修复材料包括自体骨移植、异体骨移植、组织工程骨移植材料和人工骨替代材料等。自体骨移植材料的低免疫原性和良好的骨结构是骨移植中“金标准”，但自体骨来源有限，在手术过程中对患者有二次创伤等缺点。异体骨移植是将同种异体或异种骨质材料通过去除免疫原性物质后用于骨缺损修复的骨支架材料。相较于自体骨移植材料异体骨材料有来源广泛的优点，并且动物源性异种骨与人类骨组织有着相似的组织结构，是一种天然的骨修复支架材料，具有骨传导性和骨诱导活性，使用异种骨移植材料，可以解决自体骨来源受限制的临床难题。目前市场上常用的去除骨骼中的人畜共患传染性疾病和免疫原性病原体的主要方法是通过高温煅烧法，高温煅烧会破坏骨骼中的内在胶原纤维成分，并改变骨骼的天然多孔结构。此外，煅烧后的天然骨材料转化为无机羟基磷灰石和磷酸三钙，相对于天然骨材料其生物可吸收性显著降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料及其制备方法和应用，该制备方法工艺简单，制备的骨修复支架材料同时具有良好的生物相容性、优异的力学性能和适合骨修复的三维结构，为解决自体骨移植材料短缺的难题提供了选择。
[0005]本专利技术提供了一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料的制备方法，包括以下步骤：从完全骨化后的梅花鹿鹿角中取松质骨材料，裂解所述松质骨材料中的细胞，清除免疫遗传物质后冻干和灭菌，得所述鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料。
[0006]优选的，对获取的松质骨材料进行分割。
[0007]优选的，所述裂解的方法包括将所述松质骨材料进行反复冻融。
[0008]优选的，所述免疫遗传物质的清除方法，包括：经所述裂解后的松质骨材料用H2O2水溶液浸泡后依次用SDS溶液、TritonX
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100溶液、DNA酶和α
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Gal抗原酶处理。
[0009]优选的，在所述H2O2水溶液浸泡12～48h，所述H2O2水溶液中H2O2的体积百分含量为5％；
[0010]在所述SDS溶液中振荡处理24h，所述SDS溶液中SDS的质量百分含量为4％；
[0011]在所述TritonX
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100溶液中振荡处理24h～36h，所述TritonX
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100溶液中TritonX
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100的质量百分含量为0.8～1％；
[0012]利用所述DNA酶振荡处理8h～12h；
[0013]利用所述α
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Gal蛋白酶振荡处理10h～12h。
[0014]优选的，各阶段中振荡处理的频率为130rpm～180rpm；
[0015]所述SDS溶液振荡处理、TritonX
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100溶液振荡处理和DNA酶振荡处理的温度均为37℃；
[0016]所述α
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Gal蛋白酶振荡处理的温度为27℃。
[0017]优选的，所述冻干的时间为24h。
[0018]优选的，所述灭菌的方法包括钴60辐射灭菌。
[0019]本专利技术还提供了利用上述制备方法制备得到的鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料。
[0020]本专利技术还提供了上述鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料在制备骨修复支架中的应用。
[0021]有益效果：本专利技术提供了一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料的制备方法，利用多种方法进行脱细胞处理，全面地对松质骨基质材料中的免疫原性物质进行去除，取得良好的脱细胞效果。得到的鹿角脱细胞骨基质，具有与人体骨骼相似的硬度，还可以为骨再生提供所需的胶原纤维成分，保留细胞外基质天然多孔结构的生物材料。利用本专利技术所述方法制备得到的鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料，经HE染色证明骨材料中的细胞被清除干净，将组织切片使用Masson染色，表明松质骨材料表面的胶原纤维得以保留；使用扫描电镜对松质骨材料的组织结构进行观察，并测量孔径大小，脱细胞后保留了天然的松质骨微观结构，松质骨材料表面的孔径大小主要分布在300～400μm之间。本专利技术所述支架材料无细胞毒性，细胞能够在支架材料表面存活和增殖，并且组织相容性好，未发生炎症反应，且移植后的动物模型健康状态良好。
附图说明
[0022]图1为制备的各种形状梅花鹿鹿角松质骨支架图，图中A：松质骨条，B：松质骨棒；
[0023]图2为脱细胞后鹿角松质骨支架材料的DAPI染色(A)和HE染色图(B)；
[0024]图3为脱细胞后鹿角松质骨支架材料的Masson染色图；
[0025]图4为脱细胞后鹿角松质骨支架材料的电镜扫描图；
[0026]图5为细胞在鹿角松质骨支架材料的live/dead染色结果图；
[0027]图6为脱细胞后鹿角松质骨支架材料体内组织相容性结果图，图中A：形态观察，B：HE染色结果。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料的制备方法，包括以下步骤：从完全骨化后的梅花鹿鹿角中取松质骨材料，裂解所述松质骨材料中的细胞，清除免疫遗传物质后冻干和灭菌，得所述鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料。
[0029]本专利技术优选以梅花鹿的鹿角为原材料，根据鹿角的生长周期在秋天时快速生长的
鹿茸逐渐骨化为鹿角，在此期间鹿茸表面的鹿茸皮肤组织脱落，露出坚硬的鹿角。茸皮脱落后的鹿角结构与骨骼类似，表面是致密的皮质骨，中间是由多孔结构的松质骨组成。在鹿茸的生长时期松质的多孔三维结构为鹿茸的快速生长提供血管、神经等组织器官的生长场所，然而当鹿角骨完全骨化后形成高度骨化的坚硬骨组织，鹿茸生长时期的血管神经等组织在茸体中凋亡，形成一个死组织附着在角柄上直到下一次鹿茸再生。因此从来源上鹿角有周期性再生，解决了来源短缺的问题，由于其坚硬的骨质为骨修复材料的力学性能提供支撑，其中最重要的是在鹿茸快速生长时期保留下的血管和神经等供鹿茸快速生长时适合血管和神经等组织器官生长的微环境得以保留，将为支架材料在机体中诱导骨缺损部位血管和神经等组织器官的再生提供适合生长的微环境促进大段骨缺损在骨修复过程中的血管再生，促进大段骨缺损组织的修复。
[0030]本专利技术首先从完全骨化后的梅花鹿鹿角中取松质骨材料，去除密致骨部分，获得梅花鹿鹿角松质骨，即眉枝以上的主干部分去皮质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：从完全骨化后的梅花鹿鹿角中取松质骨材料，裂解所述松质骨材料中的细胞，清除免疫遗传物质后冻干和灭菌，得所述鹿角松质骨脱细胞组织工程支架材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，对获取的松质骨材料进行分割。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述裂解的方法包括将所述松质骨材料进行反复冻融。4.根据权利要求1或3所述制备方法，其特征在于，所述免疫遗传物质的清除方法，包括：经所述裂解后的松质骨材料用H2O2水溶液浸泡后依次用SDS溶液、TritonX
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100溶液、DNA酶和α
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Gal抗原酶处理。5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，在所述H2O2水溶液浸泡12～48h，所述H2O2水溶液中H2O2的体积百分含量为5％；在所述SDS溶液中振荡处理24h，所述SDS溶液中SDS的质量百分含量为4％；在所述TritonX
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜锐，王玉俗，何忠梅，宗颖，陈维佳，赵岩，李健明，刁乃超，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：