[发明专利]一种具有形状记忆功能的凝胶生物材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种凝胶生物材料，由小肠黏膜下层细胞外基质制成，其特征在于：所述凝胶生物材料为多孔结构，孔隙相互贯通，体积压缩85%以上可恢复原有形态。本发明其主要成分结构与天然细胞外基质成分接近，具有弹性形变能力及形态记忆功能，良好的机械性能，同时具有较好生物相容性，适合作为临床用组织再生修复材料。

技术领域

本发明属于生物材料领域，具体涉及一种具有形状记忆功能的凝胶生物材料，尤其适合用于皮肤创面修复。

背景技术

烧伤、创伤、糖尿病、慢性溃疡等原因常造成皮肤的缺损。细胞治疗作为皮肤缺损/缺失及皮肤色素性疾病最有效的治疗手段，在规模化培养制备得到临床级细胞数量之后，如何将其有效应用于机体进行治疗，保持其活力与活性是细胞治疗成败的关键¹。

人体组织的基本结构由细胞和细胞外基质所构成，细胞和细胞外基质的相互作用是创伤组织再生修复的关键。人体的细胞外基质受来源、伦理等的限制，使用受限，而与人体亲缘关系较近的动物性细胞外基质在组织再生修复中具有重要的作用。动物源性的细胞外基质的成分组成和结构与人类似，且来源充分，安全可靠，是一种良好的再生组织材料支架，同时不存在伦理学问题，便于进行规模化、产业化制备²。

小肠黏膜下层细胞外基质(small intestinal submucosa，SIS)作为一种天然细胞外基质材料，具备良好的机械特性、组织相容性和较低的免疫原性。但PSIS仍存在以下不足，天然的PSIS为薄膜状材料，用于皮肤等组织的修复缺乏足够的厚度，其次，需要在其表面接种细胞时，过程较为繁琐，使用不便。

利用SIS的主要成分胶原蛋白制备水凝胶或胶原海绵，用作细胞及药物的缓释载体及3D培养细胞支架已有报道，以改进天然生物材料在使用上的便利性。但上述水凝胶仍存在不足：一是其成分仅有胶原蛋白组成，结构成分与天然细胞外基质组成存在差异，其次水凝胶物理质脆易碎，操作不便，限制了它在体表创面修复上的临床应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凝胶生物材料，其主要成分结构与天然细胞外基质成分接近，具有弹性形变能力及形态记忆功能，良好的机械性能，通过注射器进行注射后能恢复注射前的物理状态，同时具有较好生物相容性，适合作为临床用组织再生修复材料。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种凝胶生物材料，由小肠黏膜下层细胞外基质(small intestinal submucosa，SIS)制成，其特征在于：所述凝胶生物材料为多孔结构，孔隙相互贯通，体积压缩85％以上可恢复原有形态。优选为90％以上。

优选地，上述体积压缩和恢复原有形态可以在液体中进行。其具有良好的形态记忆功能，可利用其有水的环境里受压后可立即恢复原有形态，可以通过挤压排水后快速吸附细胞悬液恢复形态，将细胞转移至材料内部，通过体外孵育4h左右即可使细胞充分粘附在支架上，构建细胞缓释载体。不需要体外培养数天，让细胞迁移爬行至材料内部。大大减少了移植准备时间。且其相互连通的多孔结构还为营养物质的交换及血管内皮细胞的迁移提供良好的条件。

优选地，上述凝胶生物材料平均孔径为70-150μm。

上述凝胶生物材料，原料包括猪小肠黏膜下层细胞外基质(Pig smallintestinal submucosa，PSIS)，以1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)为交联剂制备而成。优选的还包括NHS。本发明在交联完成后并不会接枝到材料上，通过漂洗即可同MES、NHS一起从材料内部清除，而现有冷凝胶均需通过添加额外有毒化学基团(甲基丙烯酰胺、己二酸二酰肼等)达到交联效果，且操作步骤繁琐。优选地，猪小肠黏膜下层粉末溶液：EDC溶液的体积比为5-10∶1-3。优选为8∶1。EDC浓度为5-30mM，SIS粉末溶液浓度8-10mg/ml。