[发明专利]一种新型软骨细胞外基质膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗用生物材料，具体的说，本发明是一种新型的软骨细胞外基质膜及其制备方法。

背景技术

关节软骨活动使用量巨大，容易在创伤及急慢性炎症中导致损伤，文献报道局部软骨损伤在膝关节镜手术的患者中高达63％的发生率。软骨生长代谢的生理机制尚不完全清楚，但目前认为关节软骨无血液，无淋巴、无神经，仅包含单一软骨细胞，细胞外基质含量高，细胞少并且缺少局部祖细胞，导致关节软骨自身修复能力很差。关节软骨损伤晚期终会导致骨软骨剥脱、关节渗出、关节面不完整，给患者造成关节肿胀、疼痛及活动障碍等巨大痛苦。

目前对有症状的关节软骨损伤基本呈现一种复杂的治疗方案选择，针对损伤面积和患者的特征采用保守治疗到修复治疗到表面替换治疗到最终的损失关节功能的关节融合。采用非侵入技术的保守治疗，比如：关节内皮质激素注射，关节液及软骨基质补充，关节灌洗或关节镜下滑膜清理，理疗或改变活动方式等，能缓解部分症状，但是不能产生软骨修复导致疗效不满意。表面替换治疗的人工关节置换术产生了良好的临床效果，但是其仍然存在相当的局限性，比如假体磨损，骨量丢失及翻修带来的并发症，对年轻患者及局部损伤患者具备很大问题。生物的软骨修复方案能够减少或推迟关节的晚期退变，改善关节软骨损伤的症状，其目的至少要达到为中青年患者软骨损伤后到关节置换的过渡期(bridge the gap)改善症状。

合成材料可以任意剪裁和无限量供应的优势，并且不存在天然材料所具备的免疫问题，但是合成材料的缺点是细胞亲和力差，其疏水特性和其酸性降解产物在体内易引起炎症反应，从而不利于细胞的粘附和生长。目前对软骨组织工程关于天然材料的研究有胶原和透明质酸等软骨自身成分。天然材料具备生物相容性好的优点，结构成分为细胞自身的细胞外基质，有利于种子细胞的生长、增殖及分化，对细胞的形态、表型和细胞的运动具备生理作用。理想的软骨组织工程材料研制是尽量满足仿生设计，即模拟天然软骨细胞外基质的成分和结构，为接种的软骨细胞提供仿生的细胞外环境，提供软骨细胞最适宜的生长分化再生环境。目前对脱细胞基质的研究表明，脱细胞基质去除了抗原性的细胞成分，保留了细胞外基质的大部分成分及结构，可能具备更好的应用前景。

目前针对有症状的关节局部软骨缺损修复成为一种趋势，也成为目前骨科医生的一种挑战，越来越多的手术治疗方法在实验室或临床出现。现在可选择或在实验中的方法包括关节镜下骨髓刺激和微骨折技术，包含或不包含细胞因子的合成支架或生物支架植入，粉碎软骨修复技术，自体或同种异体软骨细胞培养并回植技术(组织工程技术)等，尽管这些技术都是软骨修复的可选择的方案，但是仍然没有一种技术完全满意，达到软骨修复技术的“金标准”。以细胞植入的方式修复软骨损伤具备较好的修复效果，但是细胞植入时存在细胞丢失的问题，所以利用细胞外基质膜可以用于封闭细胞，防止细胞的丢失，有利于细胞修复软骨损伤，利用细胞外基质膜也有利于种子细胞种植于细胞膜上。有学者利用I/III型胶原构建的胶原膜接种种子细胞可以观察到软骨修复的效果，但是由于软骨内主要含有II型胶原和氨基多糖及透明质酸等细胞外基质，目前研究发现II型胶原及透明质酸等细胞外基质对维持软骨细胞及间充质干细胞向软骨细胞分化均具备重要作用，所以I/III型胶原构建的胶原膜对软骨修复具备一定的局限性。

发明内容

本发明拟克服I/III型胶原及其他多聚物构建的胶原膜或生物膜无法仿生软骨细胞外基质的缺点，提出一种新型的软骨细胞外基质膜及其制备方法，该细胞外基质膜可用于修复软骨损伤及防治肌腱等组织粘连。

本发明为了确实解决上述技术问题而提出的技术方案是：

一种新型软骨细胞外基质膜，其特征在于：该膜含有具备生物及细胞活性的细胞外基质成分，主要成分为脱细胞软骨基质中的二型胶原蛋白，其中还包含透明质酸及氨基多糖等软骨细胞外基质成分，按重量百分比，仿生的二型胶原蛋白成分含量为80-95％，透明质酸及氨基多糖含量为10-20％。

采用脱细胞软骨基质制备的软骨细胞外基质生物膜，具备仿生的软骨细胞外基质成分，具备良好的细胞相容性，对宿主软骨组织无免疫排斥，可用于关节透明软骨组织损伤修复及重建，也可用于种子细胞接种载体及生长因子缓释载体，另因软骨细胞外基质中含有血管抑制因子成分所以该膜还可用于预防肌腱等组织粘连。

一种新型软骨细胞外基质膜的制备方法，制备步骤如下：