[发明专利]一种组织工程关节双相支架及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及组织工程技术领域，具体地说，是一种组织工程关节双相支架及其制备方法和应用。这种双相支架是由骨相支架和软骨相支架组成，分别用于构建骨和关节软骨并且两者完全匹配。

背景技术

各种关节创伤、炎症、肿瘤等疾病影响着世界上数亿人的生活，并且随着人口的老龄化以及城市建设和交通的发展，这一数字还会逐年增加。上述这些疾病中晚期的治疗主要是进行人工关节置换手术，这是一种非生物意义上的治疗。目前人工关节所使用的材料主要是金属、生物陶瓷和超高分子聚乙烯，在关节使用过程中会不可避免地产生机械性磨损颗粒，而这些磨损颗粒可以导致骨溶解，最终引起人工关节松动导致手术失败；并且无论怎样提高材料性能和改善加工工艺，机械性磨损颗粒都是会不可避免产生的，因此关节松动是迟早的事情。更糟糕的是，初次人工关节置换失败后再次翻修的手术失败率更高。因此，有必要进行生物型关节的探索和研究。虽然克隆技术具有划时代的意义 ，但是也有其自身不可避免的缺陷，并且组织或者器官克隆技术远非现在的科技所能企及，遥遥无期。组织工程技术的发展为组织工程关节的再生提供了一种可能，从理论上讲在适当的关节支架上接种种子细胞，辅以细胞因子可以在体内再生组织工程关节，这是一种真正意义上的生物型关节，为组织工程关节替代现行人工关节进行生物重建病损的关节提供了一种可能。

组织工程关节大小和形态应该与正常关节精确匹配，再生的关节包括软骨和软骨下骨之间的界面与正常组织结构相似或者一致，再生组织具有正常组织所具有的生物学以及机械生物生物力学特性等。但是迄今为止，组织工程化关节的再生尚没有突破性进展。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种组织工程关节双相支架。

本发明的第二个目的是，提供一种组织工程关节双相支架的制备方法。

本发明的第三个目的是，提供一种组织工程关节双相支架的应用。

本发明的第四个目的是，提供一种细胞-组织工程关节双相支架构建物。

本发明的第五个目的是，提供一种细胞-组织工程关节双相支架构建物的制备方法。

本发明的第六个目的是，提供一种细胞-组织工程关节双相支架构建物的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种组织工程关节双相支架，所述的双相支架是由骨相支架和软骨相支架组成，所述的骨相支架是聚乳酸/聚乙醇酸（PGA/PLA）支架，所述的软骨相支架是聚ε-己内酯/羟基磷灰石(PCL/HA)支架。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：所述的组织工程关节双相支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先激光扫描或者CT和MRI扫描，然后计算机辅助设计和三维重建关节支架，并通过计算机辅助制造快速成型技术加工制备骨相支架，以及软骨相支架模具，利用软骨相支架模具加工制备软骨相支架。骨相支架和软骨相支架组成组织工程关节双相支架，其中骨相支架是PCL/HA支架，软骨相支架是PGA/PLA支架。

为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：所述的组织工程关节双相支架在制备组织工程关节中的应用。

为实现上述第四个目的，本发明采取的技术方案是：一种细胞-组织工程关节双相支架构建物，所述的细胞-关节双相支架构建物由成骨部分和成软骨部分组成，所述的成骨部分是骨髓基质干细胞-PCL/HA骨相支架，所述的成软骨部分是软骨细胞或骨髓基质干细胞-PGA/PLA软骨相支架。

所述的成骨部分的制备方法：采用权利要求2所述的方法制备PCL/HA骨相支架，支架内接种骨髓基质干细胞，然后进行体外成骨诱导培养2-6周。

所述的成软骨部分的制备方法：采用权利要求2所述的方法制备PGA/PLA软骨相支架，支架内接种软骨细胞或骨髓基质干细胞；然后体外培养2-6周。

为实现上述第五个目的，本发明采取的技术方案是：所述的细胞-组织工程关节双相支架构建物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采用权利要求4所述的方法制备成骨部分，PCL/HA骨相支架内接种骨髓基质干细胞，然后进行体外成骨诱导培养2-6周。（2）采用权利要求4所述的方法制备成软骨部分，PGA/PLA软骨相支架内接种软骨细胞或骨髓基质干细胞；然后体外培养2-6周。

为实现上述第六个目的，本发明采取的技术方案是：所述的细胞-组织工程关节双相支架构建物在制备组织工程关节中的应用。

本发明优点在于：