[发明专利]置换/再生组织用的生物相容性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及内科/外科领域，更准确地说，本发明涉及置换/再生生物组织用的生物相容性组合物。

所述组织具体(但不是唯一)可以为关节组织，例如椎间盘组织，也可以为非关节组织，例如骨骼之骨。

在椎间盘的情况中，本发明所关心的领域是用侵入最小的脊柱外科手术恢复患者脊椎的功能，特别是对于因髓核变性而使所述盘处于衰退过程的患者。

背景技术

在组织工程学上，所述问题见于具有生物学结构和特殊的生物力学特性的再生组织，尤其是关节组织，例如椎间盘组织，以及非关节组织，如骨骼的骨组织。

关节组织存在于脊椎中，并具有相关功能。已知脊椎由一连串的骨结构(即椎骨)组成，所述骨结构由纤维质弹性盘(即所谓的椎间盘)连接。这些盘在椎骨部之间具有减震器的功能，并由纤维性软骨组织组成，所述纤维性软骨组织有组织地形成：层状外周部(即通常所说的环)和柔软中心部(即所说的髓核)。椎间盘牢固地连接到椎骨接触面，即所说的软骨板或终板，其在盘的营养中执行关键的任务。所述环也叫纤维环，由一连串的纤维组织的同心层组成，所述纤维组织中存在有组织的胶原纤维。此结构使所述环获得了较高的拉伸模量。

在髓核中，存在包埋在所述环中的卵形胶状物。所述卵形胶状物具有弹性和反弹性一致性，并由于水含量高而可以变形(但不可以压缩)。所述卵形胶状物含有单独或者成组的结缔细胞和软骨细胞。也存在表明其起源于脊髓的囊泡细胞(vesiculous cell)。实质部(substantial part)具有粘蛋白性质；随着年龄的增长，所述核的水和粘蛋白的含量下降，而胶原的含量增加。

所述核的无定形结缔组织基质的主要成分为称作“聚集蛋白聚糖(aggrecane)”的非常亲水的聚合物，其属于蛋白聚糖(proteoglycane)家族，能够吸收相当多的水，然后形成类似于凝胶的基质。所述核吸收的水量不仅取决于所述聚合物基质的组成，还取决于所述盘通常所承受的外部压力。在年轻个体(18岁)的健康盘中，所述核的80％由水构成，但是随年龄增长(77岁)，此比例会降至69％。盘的机械特性来自于组成该盘的两种结构(所述环和髓核)的形态和坚固性(soundness)。此特性使椎间盘能够实现两个必要功能：保持脊椎的稳定性并同时赋予脊椎足够的灵活性。

所述盘的变性通常始于无定形胞间物质的结构变化：存在由于蛋白水解而导致的聚集蛋白聚糖损失，所述核与水相连的能力变松，然后所述盘变薄使其抗力变松。而这又导致所述环上的更高压缩，使得其结构更易分层而后受损。所述环如此受损反过来又加速了所述盘的变性，使得其机械抗性受损。

椎间盘的修复可以通过置换整个盘(“完全人造盘”)或仅置换所述核(“人造核”)来完成。

相对于改变整个所述盘，仅改变所述核具有很多优点。首先，原先的所述环和软骨板得以保留并由此可以继续发挥其功能。而且，外科手术也简单得多，这是因为用侵入最小的外科手术就可以将假体核植入。根据构造和所选择的材料，可以使用仅需要对所述环切开小切口的内窥镜技术就可以将所述装置植入。相对于与完全人造盘的植入物有关的风险而言，这一切可以降低与植入物有关的风险。

不过，这类方法只能用于所述盘的变性处于所述环仍然非常完整的早期或中期的患者。至于材料，由于金属假体对于核物质(nucleus)而言太过坚硬，所以已经试验了多种弹性体(预形成的和原位形成的)。但是其中大多数存在生物相容性和/或机械特性不足的问题。

WO 2004/098756给出了借助植入物并应用水凝胶来将这些弹性体用于置换髓核的实例，其中利用了会产生生物相容性问题的非天然材料。

已知还有如US 6872387所述的用于体外重建组织的细胞“骨架”系统，其中甚至要求采用侵入式处理来将再生的组织植入到患者中。

发明内容

因而，本发明的一个特征是提供了一种置换/再生组织用的组合物，该组合物具有完全的生物相容性，并且应用时可以采用侵入最小的脊柱外科手术。

本发明的一个具体特征是提供了一种组合物，该组合物适用于置换/再生椎间盘的髓核，并且能够通过具有生物相容性且侵入最小的方法来使受脊椎病变影响的个体的脊椎功能完全恢复。

这些和其他目的可由本发明的生物相容性组合物来实现，所述组合物用于置换和再生组织，尤其是关节组织如椎间盘的髓核，或者是其他非关节组织如骨组织，所述组合物包含：

-水凝胶基质，所述水凝胶基质包含第一天然聚合物和第二天然聚合物；

-细胞，所述细胞适用于再生所述组织；