[发明专利]制备用于组织工程的多孔支架的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于组织工程的多孔支架的制备方法。本发明的另一个目的是提供由上述方法得到的多孔支架，以及其在组织工程、细胞培养和细胞传输中的应用。

背景技术

组织工程通常定义为通过将细胞接种于适于移植的支架上或支架内而产生组织或器官等效物。所述支架必须为生物兼容的，细胞必须能够在所述支架上附着并增生扩散从而使其形成组织或器官等效物。这些支架可以认为是用于体内或体外细胞生长的基底。

理想的生物兼容支架的性质应包括体内或体外支持细胞生长的能力，支持多种细胞类型或细胞谱系生长的能力，被赋予所需的不同程度的弹性或刚性的能力，具有不同程度的生物兼容性的能力，不引起二次伤害而引入体内理想位置的能力，作为载体或储存体用于传送药物、细胞和/或生物活性物质至所需作用位置的能力。

目前已使用了不同的支架材料用于引导组织再生和/或作为生物兼容表面。在许多情况下，生物可降解聚合物材料是优选的，因为支架随着时间降解，最终细胞支架结构整体被细胞所取代。在可用作支持组织生长或再生的支架材料中，包括了凝胶体、泡沫材料、薄片以及不同形式和形状的许多多孔微粒结构。

在已公开的可用于组织工程或培养的多种天然聚合物中，可以列举细胞外基质不同组成，包括纤维连接蛋白、不同类型的骨胶原和昆布氨酸，以及角蛋白、纤维蛋白和纤维蛋白原、透明质酸、硫酸肝素、硫酸软骨素等。

其他使用的常用的聚合物包括聚(丙交酯-共聚-乙交酯)(PLG)。PLG为水化降解聚合物，经FDA批准用于体内，机械性强。(ThomsonRC，YaszemskiMJ，PowersJM，MikosAG.Fabricationofbiodegradablepolymerpolymerscaffoldstoengineertrabecularbone.JBiomaterSciPolymEd.1995；7(1)：23-38；WongWH.MooneyDJ.Synthesisandpropertiesofbiodegradablepolymersusedassyntheticmatricesfortissueengineering.In：AtalaA，MooneyDJ，editors；LangerR，VacantiJP，associateeditors.Syntheticbiodegradablepolymerscaffolds.Boston：Birkhauser；1997.p.51-82)然而，它们是输水的，典型地在相对剧烈的条件下形成，使得要素结合和活细胞卡压具有潜在的挑战性。

另外，多种水凝胶、一类高度水化的聚合物材料(水的质量含量超过30％)用作了支架材料。它们由亲水聚合物链构成，所述聚合物链为合成或天然来源的。所述水凝胶的结构整体性基于聚合物链间通过不同的化学键和物理作用形成的交联。这些应用中的水凝胶通常是可降解的，可以在相对温和的条件下加工，其机械和结构特性和多种组织和细胞外基质相似，并且可以最小的侵入方式传输(LeeKY，MooneyDJ.Hydrogelsfortissueengineering.ChemRev.2001JuI；101(7)：1869-79.)。因此，多种聚合物已用于加工水凝胶。例如，那些聚合物包括胶原质、明胶、透明质酸(HA)和壳聚糖。

天然多糖的使用也代表了一种有前景的制造基于水凝胶的替代方式，因为它们没有抗原性和没有免疫原性，它们中的一些呈现出抗血栓形成的效果并且和血管生长因子相互作用。而且，由于其可塑性，基于那些多糖的水凝胶可以成型为不同形式以便于设计治疗性植入物或移植生物材料。

例如，Chaouat等人(ChaouatM，LeVisageC，AutissierA，ChaubetF，LetourneurD.Theevaluationofasmall-diameterpolysaccharide-basedarterialgraftinrats.Biomaterials.2006Nov；27(32)：5546-53.Epub2006JuI20.)设计了一种新型的基于多糖的支架，其通过使用支链淀粉和右旋糖酐的混合物制备。多糖的化学交联使用交联剂三偏磷酸三钠(STMP)进行。然后，在体内检验了用这种支架制备的动脉材料的效果。

然而，尽管按照Chaouat等人的描述(2006)使用多糖制备支架具有优势，应当正视，所得支架孔隙率的不足成为有效的治疗目的使用的缺点。事实上，孔隙率是支架内细胞增殖、完整度和分化的关键特征，因此材料可被用于细胞储库以在体内重新构建组织或器官。