[发明专利]一种血管化组织工程骨及其制备方法

说明书

本发明涉及一种血管化组织工程骨及其制备方法，该血管化组织工程骨是由多聚赖氨酸修饰的珊瑚羟基磷灰石构成的支架以及依次包裹在所述支架内层的成血管内皮细胞膜片和成骨细胞膜片构成。本发明以多聚赖氨酸（PLL）修饰珊瑚羟基磷灰石（CHA）获得的外源支架，有利于血管爬行长入，并最终血管化，为组织工程骨内细胞长期生存提供前提条件，同时减少了机体免疫排异及炎症反应；选用脂肪间充质干细胞制备双细胞膜片，无需额外添加不同来源的内皮细胞，细胞来源丰富，易于分离获取，对供体创伤小，不违背伦理学原则，培养要求低。本发明的血管化组织工程骨制备方法简单，条件温和，具有良好的成骨和成血管性能，符合生物体内应用的要求，作为一种新型血管化组织工程骨具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，特别是涉及一种由成骨细胞膜片和成血管内皮细胞膜片构建的血管化组织工程骨及其制备方法。

背景技术

严重创伤、肿瘤切除、感染、先天性畸形等所造成的大块骨缺损的治疗是现代医学面临的难题和巨大挑战,一直是人类几个世纪以来不断深入研究和探索的重要课题。目前临床上常用的修复手段有自体骨移植、异体骨移植以及使用人工骨等，但以上方法均存在一定缺陷。自体骨移植是公认的骨组织修复的金标准，但是患者要经受自体组织移植手术的创伤，而且供区有限，因此,自体骨移植不能视为理想的大面积骨缺损的修复方法；异体骨移植存在免疫排斥反应、疾病传播等风险，有时甚至危及病人生命；人工骨植入容易导致异物排斥反应、感染等。因此,有必要寻找一种新的大块骨缺损的修复手段。

在此情况下，组织工程学的兴起和发展,为骨缺损的修复提供了新的可能，为弥补目前骨缺损治疗方法的缺陷带来了希望。

近年来,骨组织工程的研究取得了很大进展,应用组织工程技术在小型哺乳动物体内构建骨组织，修复小尺寸的骨缺损的方法已基本成熟，但是对于大型哺乳动物大范围或受区血供不佳的骨缺损，由于移植物早期没有独立的血液供应，营养渗透不足，骨痂形成缓慢等原因，成骨效果仍不稳定。有研究表明,决定和制约组织工程骨修复骨缺损疗效的关键是其在体内血管化的速度和程度。sahota等也认为组织工程植入物失败的主要原因在于血管化的迟滞。因此，如何建立有效的血液供应,在体内构建能及时血管化的组织工程骨,缩短骨愈合时间是目前骨组织工程研究的一个重要方向，也是制约组织工程骨大规模临床应用的关键。

目前组织工程骨的血管化策略主要包括：支架的设计开发、应用生长因子、体内埋植、体内动脉小室和整体培养系统等。尽管这些方法在一定程度解决了组织构建时的血管化问题，但均存在不足。比如，在支架的制作过程中，对材料内部的孔隙大小和相互连接进行修饰,可有利于血管网的长入，但存在炎症反应、潜在的免疫原性风险等,而且血管化速度不理想；促血管生长因子应用时存在调控问题，生长因子在体内半衰期较短,大剂量应用又有致畸可能，并且可能加速某些病理过程，如血管瘤的发生等；体内埋植和体内动脉小室均需二次手术，供体选择困难，有潜在的疾病传播风险等，限制了临床应用；整体培养系统为完善的“人造器官”，但技术难度高，实现困难。