[发明专利]一种关节软骨移植物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于组织工程学医用生物材料技术领域，具体涉及一种关节软骨移植物及其制备方法。

背景技术

关节软骨是透明软骨，由软骨细胞、软骨纤维和软骨基质构成。软骨组织具有层状分布不均一的特点，从上至下分为浅层(10～20%)、中层(40～60%)和深层(20～30%)三层区域。近年来研究发现，软骨每一区域结构不同、蛋白成分不同，并执行不同的功能，从不同区域获得的软骨细胞基因表达和生长率均不相同。浅层、中层和深层软骨细胞密度依次降低，其中浅层软骨细胞呈水平方向紧密排列，分泌较多的浅层带蛋白，有助于润滑软骨表面，降低摩擦系数，提高软骨耐磨性；中层软骨细胞呈分散状态，分泌的胶原纤维相互交织，使中层软骨具有抗拉伸和剪切力的性能；深层软骨细胞成串排列，分泌最多的蛋白聚糖，使关节软骨富有弹性，深层的胶原纤维最粗，自下而上呈放射状排列，垂直于软骨表面，因此具有良好的抗压性能。

关节软骨再生能力有限，由于创伤、炎症、肿瘤、退变等原因导致的软骨损伤、缺失极为常见，且常继发骨关节炎，严重影响关节的功能。传统的治疗方法如关节灌洗术、关节清理术、微骨折手术、骨膜移植、自体或异体软骨移植等只能缓解症状，不能有效恢复受损组织功能。近年出现的软骨细胞移植技术，只能一定程度恢复软骨组织的结构功能，但需要二次手术，并且会对供区造成损伤。

组织工程方法再造软骨给临床上软骨的修复带来了希望。自体软骨细胞是构建组织工程关节软骨的首选种子细胞，但属于一种以损伤治疗损伤的修复办法，并且会受到患者自身软骨细胞状态限制，加上自体组织取材量少，有些甚至不能成功分离培养。这些因素都制约了其临床应用；哺乳动物源性软骨细胞因取材方便，无需损伤自身健康组织，且易培养获得足够优质种子细胞而倍受欢迎。软骨细胞的细胞膜上带有的组织相容性抗原是弱抗原，被软骨基质包埋形成保护性屏障，当软骨面完整时，由于没有软骨细胞的暴露，而软骨基质为低抗原，故排斥反应不明显。但是，哺乳动物源性软骨细胞的免疫原性仍不能轻视，已有文献报道异体软骨细胞移植引起机体免疫排斥，影响软骨损伤修复效果甚至造成修复失败。哺乳动物源性软骨移植的免疫反应与软骨基质的形态和数量有关，当软骨陷窝基本形成后，免疫排斥反应趋于稳定并减轻。但是该免疫反应以细胞免疫为主的慢性排斥反应，因此，降低哺乳动物源性软骨细胞的免疫原性仍是构建组织工程软骨不可忽略的问题。

组织工程方法再造软骨所用的支架载体材料可以分为人工合成材料和天然生物可降解材料。人工合成材料主要分固体和液体两种，固体以聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）及两者的共聚物（PLGA）为代表，其主要优点为可塑形，有一定的强度，但在生物相容性、理化性能、降解速率的控制等方面尚有许多问题有待解决，如PGA具有良好的生物相容性，但降解较快，易出现崩裂，使PGA整体塌陷，而且由于PGA降解过快，降解产物羟基酸在局部聚集，会造成pH值下降，使软骨细胞中毒甚至死亡；液体材料以氧化己丙烯为代表，它可在体内形成软骨，但该凝胶在常温下可溶于水，因而不能用于体外细胞构建支架的三维培养，且其体内降解产物对机体是否存在不良影响尚不清楚。天然生物可降解材料是与体内细胞外基质同源成分，例如，胶原、透明质酸、硫酸软骨素以及壳聚糖等均为软骨细胞外基质成分及其类似物，广泛存在于自然界中，天然生物可降解材料以其良好的生物相容性在组织工程研究中具有很高的应用价值。