[发明专利]多维生物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及间充质干细胞和它们的分化以制备多维组织或生物材料或基质的领域。本发明的产品可以用于风湿病学、组织重建和/或外科手术，尤其是创伤、矫形、整形和颌面外科手术。尤其是，本发明的产品可以用于骨或软骨修复或置换。

背景技术

组织工程是一个不断成长的领域，在此领域中，不断开发出新材料以用于植入至体内。一个重要的领域包括置换由于创伤或疾病(如例如，肿瘤切除术)而损失的骨区域的骨移植物材料。过去，移植物材料可以获自接受移植物材料的个体的骨。然而，这需要额外的手术和额外的康复。骨也可以取自其它来源，或甚至取自尸体，但这带来了生物相容性问题以及疾病转移的风险。

在用于制备组织的干细胞分化的领域已经进行了许多研究。例如，WO2007/103442公开了一种包含蚕丝支架和成体干细胞的组合物，其中所述成体干细胞是脂肪来源的干细胞。

[技术问题]

然而，制备用于骨移植物或骨增强或骨重建的多维组织仍然存在实际的技术问题。在软骨重建或减轻软骨缺损中也存在相同的问题。

因此在本领域中仍然需要这样的组织工程材料，其是完全生物相容的，并且为特定应用提供适宜的机械特征。

发明内容

本发明涉及天然的人骨诱导性生物材料，其具有多维结构并且包含分化的间充质干细胞(MSC)组织和脱矿质骨基质(DBM)，其中所述脱矿质骨基质分散在所述分化的MSC组织内。

用来制备所述分化的MSC组织的MSC是人或动物来源的。

根据第一个实施方案，MSC已经从脂肪组织中分离，并且下文称为脂肪组织间充质干细胞(AMSC)。

根据另一个实施方案，MSC已经从骨髓中分离，并且下文称为骨髓干细胞(BMSC)。优选地，包含在本发明的生物材料中的MSC是传代晚期的(late passaged)脂肪组织来源的干细胞。

本发明的生物材料打算用于植入至人或动物体内。植入的生物材料可以是自体来源的，或同种异体的。本发明的生物材料可以植入至骨或软骨区域中。本发明的生物材料可以植入至人或动物身体的不规则区域中。

本发明的生物材料是生物相容的。

典型地，本发明的生物材料是均质的，这意味着所述生物材料的结构和/或构造在整个组织内是相似的。典型地，本发明的生物材料具有在原始疾病区域中植入所需的合乎需要的处理和机械特性。

根据具体的实施方案，本发明的生物材料可以使用手术器械夹持而不会被撕碎。

在本发明的实施方案中，所述生物材料不包含任何粘结剂或粘合剂。

根据优选的实施方案，根据本发明的生物材料是三维的。在此实施方案中，本发明的生物材料可以形成厚度为至少1mm的厚膜。生物材料的尺寸可以适当调节以便于使用。在另一个实施方案中，生物材料形成支架；因此，本发明的生物材料不需要使用任何其它的合成支架。

根据另一个实施方案，本发明的生物材料可以形成小于1mm的薄膜。在此实施方案中，生物材料是所谓两维的。

根据第一个实施方案，本发明的生物材料具有与实际骨相同的性质，其具有骨钙蛋白表达和矿化性质，即，其包含骨细胞和中间结缔组织(interconnective tissue)。根据具体的实施方案，本发明的生物材料包含骨细胞(也称为骨细胞样细胞)和胶原(优选钙化和矿化的胶原)、骨基质和骨细胞上的矿物涂层，所述涂层为有序的磷钙晶体(organized phosphocalcic crystal)。典型地，本发明的生物材料具有与天然骨接近的多孔性。

根据第二个实施方案，本发明的生物材料具有与实际软骨相同的性质，即，其包含软骨细胞和包含胶原和蛋白聚糖的细胞外基质。

本发明的生物材料的再生性质可以取决于所述生物材料被移植的环境：当被置于骨质环境中时本发明的生物材料可以是可再生的，并且当被置于非骨质环境中时可以是不可再生的。

本发明的生物材料为这样的材料：所述生物材料的细胞的分化已经达到终点，并且当被移植时所述生物材料的表型仍然保持不变。本发明的移植物可以是多层的，即，其包含至少两层生物材料，所述至少两层可能彼此被缝合在一起或通过任何合适的方式，诸如例如外科胶或任何合适的固定方式彼此固定在一起。