本发明专利技术提供了一种组织工程化骨－软骨复合组织移植物及其制备方法，属于组织工程学领域。该方法是将种子细胞种植在支架材料上，在体外稍作培养形成组织工程化骨－软骨复合组织移植物；所述种子细胞为成骨干细胞；所述支架材料包括成骨部分和成软骨部分，在制备过程中，成骨部分添加成骨细胞诱导因子，并用Ⅰ型胶原修饰；成软骨部分添加成软骨细胞诱导因子，并用用Ⅱ型胶原修饰。本方法得到的移植物移植到体内后成功地将骨髓间充质干细胞诱导成为了骨细胞及软骨细胞，并有骨组织和软骨组织形成，利用本发明专利技术的移植物来构建的组组织工程骨软骨复合组织取得了满意的效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于组织工程
，具体涉及一种组织工程化骨-软骨复合组织移植物及其 制备方法。
技术介绍
组织工程技术是将少量的自体细胞经体外培养扩增后种植到支架材料上，再在生物因 子的作用下构建与病损区形状、结构和生物学特性相似的细胞支架复合体，以修复和替代 受损的组织，它具有传统治疗方法所无法比拟的优势，被认为是再生医学下一个需要挑战 的制高点。骨关节损伤修复和重建是临床长期难以解决的问题，尤其是关节处骨，软骨的联合损伤的修复更是比较棘手。成熟的关节软骨自身修复能力有限，直径大于4mm的缺损一般 不能自行修复。而且关节处软骨损伤是往往伴有软骨下骨的联合损伤，而传统的治疗关节 骨软骨损伤的方法是自体、同种异体骨软骨柱移植、软骨清除、软骨下钻孔甚至关节假体 置换等等。这类方法取得了一定的成功，但也出现了诸如供区继发性受损、供体不足、免 疫排斥、疾病传播及金属假体松动、磨损等不足，并且长期疗效不理想，寻找构建骨软骨 复合组织的方法就成为现代许多骨科医生研究的热点。近几年随着组织工程学的飞速发展， 骨，软骨组织工程也得到了快速的发展。所以构建组织工程骨软骨复合组织就成了现代医 学和组织工程学共同研究的热点。应用于组织工程化骨-软骨复合体构建的种子细胞中研究最热的是骨髓间充质干细胞 (bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)，骨髓间充质干细胞具有易于获取、 对供区损伤小、能在体外迅速扩增并保持多相分化能力等优点，拥有同时修复两种组织的 潜力。支架材料要能模拟关节面的自然轮廓、机械性能、负荷功能性能。所构建的组织要 与宿主软骨、骨具有较好的的融合性，故支架材料要有良好的生物可相容性，合适的生物 可降解性，可精确控制的孔隙率和孔隙结构参数等。PLGA (poly-lactide-co-glycolide， 聚乙醇酸-乳酸共聚物)是乳酸和乙醇酸聚合而成，是目前国内外常用的支架材料，其结构 及亲水、疏水性可以通过两者的不同比例进行调节，从而决定支架材料在体内的降解速率， 它在体内降解的最终代谢产物为二氧化碳和水，不在体内蓄积，几乎没有毒副作用。由于组织工程骨-软骨在构建时对种子细胞和支架材料的种类、性能均有不同的要求， 早期学者们采用的方法是先分别构建组织工程化的骨和软骨，再用缝线缝合或粘胶粘贴的方法将两者连成一体，如Schaefer等报道(D Schaefer, I Martin, G Jundt， et al. Tissue-engineered composites for the repair of large osteochondral defects. Arthritis Rheum， 2002; 46 (9) :2524-2534; DSchaefer, I. Martin, PShastri,etal, In vitro generation of osteochondral composites [J]. Biomaterials, 2000;21: 2599^2606.):在可生物降解的聚乙醇酸(PGA)等组成 的支架上培养软骨细胞生成组织工程软骨，再将它和组织工程化骨的类似物或软骨下支撑 物，如复合胶原的羟磷灰石、磷酸三钙、天然珊瑚等用缝线缝合起来构建成骨软骨复合体。 Mahmoudifar (Nastaran Mahmoudifar， Pauline M. Doran. Tissue engineering of human cartilage and osteochondral composites using recirculation bioreactors [J]. Biomaterials, 2005; 26(34): 7012-7024.)等将软骨细胞和成骨细胞在不同的PGA支架上培养，将形成组 织缝合起来，置入可循环的反应器中继续培养形成复合体。Kreklau等采用纤维蛋白胶将上 层种植有软骨细胞的多聚体和下层的天然珊瑚或人工合成的碳酸钙粘贴固定。依此类方法 构建的骨软骨复合体，其软骨部分质量较差，多为纤维软骨，透明软骨较少，同时，复合 体的一体化程度有赖于各部件的成熟度，无论体内或体外的实验，构建的骨软骨界面结合 均欠佳。为克服这些不足，人们又开始在单一双相支架上同时构建骨软骨复合体。Sherwood 等 (JK Sherwood, Sl_ Riley, RPalazzolo， etal. Athree-dimensional osteochondral composite scaffold for articular cartilage repair [J]. Biomaterials, 2002; 23(24): 4739-4751.)报道，使用TheriForm三维打印程序构建了一个异质骨软骨双相支架。支架上 层是软骨层，由聚丙交酯-聚乙交酯共聚物(D， L-PLGA) /聚乳酸成(L-PLA)构成，孔 径106 Mm -150 |jm，孔隙率90%;底层四叶状的骨部分孔径125 -150 |jm，孔隙率55%， 由L-PLGA/TCP (磷酸三!丐)构成。Schek R M等(RM Schek， JM Taboas, SJ Segvich， et al. Engineered osteochondral grafts using biphasic composite solid free-form fabricated scaffolds [J.Tissue Eng, 2004; 10: 1376-1385.)用联合影像辅助设计技术(Image-based design,旧D)和固体自由形成工艺(Solid free-form, SFF)构建了左旋聚丙交酯(PLLA) 和羟磷灰石(HA)的双相支架，并在多聚体相种植完全分化的软骨细胞，在陶瓷相种植转 导表达骨形态发生蛋白7 (BMP-7)腺病毒的成纤维细胞，再植入小鼠皮下培养.最后发现 同时有骨、软骨及牢固的矿化界面形成，并在羟磷灰石部分发现有血管及脂肪组织形成， 这类制备方法对支架的生产工艺要求较高
技术实现思路
针对临床上处理关节处骨、软骨联合损伤修复的方法有限，且传统的治疗效果均不甚 理想的现状，本专利技术提供组织工程化骨-软骨复合组织移植物，该移植物可用于异位构建组 织工程化骨-软骨复合组织，以更好的修复关节处的骨、软骨联合缺损。本专利技术应用骨软骨组织工程的原理，通过将骨髓间充质干细胞体外扩增后种植在孔径和孔隙率均不同且复合不同生长因子和不同胶原的的PLGA生物支架上制备得到组织工程化骨-软骨复合组织移植物，将该移植物移植到受损组织处，能更好的修复关节处的骨软骨联合缺损。PLGA复合I和II型胶原制作的生物材料可以增加细胞的粘附能力；复合上不同的生长因子可使材料具有定向诱导能力。本专利技术的的技术方案具体为是将种子细胞种植在支架材料上，在体外培养形成骨-软 骨复合组织移植物；所述种子细胞为成骨干细胞；所述支架材料包括成骨部分和成软骨部分，在支架材料的制备过程中，成骨部分用I 型胶原修饰并加入成骨细胞诱导因子，来构建成新型组织工程骨；而成软骨部分用n型胶 原修饰并添加成软骨本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种组织工程化骨－软骨复合组织移植物的制备方法，其特征在于：是将种子细胞种植在支架材料上，在体外培养形成骨－软骨复合组织移植物； 所述种子细胞为成骨干细胞； 所述支架材料包括成骨部分和成软骨部分，在支架材料的制备过程中，成骨部分 用Ⅰ型胶原修饰并加入成骨细胞诱导因子，来构建成新型组织工程骨；而成软骨部分用Ⅱ型胶原修饰并添加成软骨细胞诱导因子。
【技术特征摘要】
1、一种组织工程化骨-软骨复合组织移植物的制备方法，其特征在于是将种子细胞种植在支架材料上，在体外培养形成骨-软骨复合组织移植物；所述种子细胞为成骨干细胞；所述支架材料包括成骨部分和成软骨部分，在支架材料的制备过程中，成骨部分用I型胶原修饰并加入成骨细胞诱导因子，来构建成新型组织工程骨；而成软骨部分用II型胶原修饰并添加成软骨细胞诱导因子。2、 根据权利要求1所述的组织工程化骨-软骨复合组织移植物的制备方法，其特征在于 所述成骨细胞诱导因子和成软骨细胞诱导因子是研成粉末混入胶原后再加入支架材料的。3、 根据权利要求1或2任一项所述的组织工程化骨-软骨复合组织移植物的制备方法， 其特征在于所述成骨细胞诱导因子是骨形态发生蛋白2，所述成软骨细胞诱导因子为碱性 成纤维细胞生长因子和转化生长因子1。4、 根据权利要求3所述的组织工程化骨-软骨复合组织移植物的制备方法，其特征在于所述支架材料的制备过程包括将支架材料的一部分放入溶解有碱性成纤维细胞生长因了和II型胶原的PBS溶液1中振荡混合后冷冻真空干燥，再放入溶解有转化生长因子1和II型胶原的PBS溶液2中振荡混合后冷冻真空千燥，制得成软骨部分；将支架材料的另一部分放入溶解有骨形态发生蛋白2和...
【专利技术属性】
技术研发人员：查振刚，林宏生，吴昊，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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