[发明专利]一种高生物活性的细胞外基质材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高生物活性的细胞外基质材料及其制备方法和应用，将原材料通过联合使用超高压和腔内外灌注制备而得。制备方法主要包含：原材料的获取和准备、前置处理；细胞外基质的机械分离；超高压破碎和脱细胞；洗出细胞内容物、清除抗原；最终消毒灭菌和保存。本发明较以机械振荡法、化学试剂或生物试剂法脱细胞所获得的细胞外基质明显提高了粘连蛋白类、生长因子类、蛋白聚糖类、糖蛋白类、葡糖胺基聚糖类等生物活性成分的保留量；同时力学强度保留好、脱细胞彻底，病毒等生物负载清除干净；工业化生产方便。

技术领域

本发明属于生物支架材料领域，特别涉及一种高生物活性的细胞外基质材料及其制备方法和应用。

背景技术

脱细胞技术制备的细胞外基质(Extracellular matrix，ECM)成分生物补片是软组织修复材料的重要发展方向。相关产品在国外被广泛的用于各种创面，如代替脑膜、胸膜、血管、骨膜、心包、关节囊等，肝脾等实质脏器破损填塞止血、吻合口加强、膀胱悬吊、盆底重建以及各种复杂疝和腹壁缺损的治疗如伴有污染的腹壁缺损、合成补片植入后感染、肠瘘二次手术治疗、造口旁疝预防等。

ECM是所有组织器官的组成部分，维持着各种组织器官的三维结构和储存营养物质，支撑着细胞赖生存、活动和变化。ECM作为组织修复和再生支架材料具有较多优势：①结构和组分接近自然，生物相容性佳：ECM的主要成分包括结构蛋白(主要为I型和Ⅲ型胶原纤维，含少量Ⅳ型和Ⅵ型胶原纤维，其余部分主要为糖蛋白、纤粘蛋白、糖胺聚糖类(硫酸软骨素、硫酸肝素、透明质酸、蛋白多糖、结合生长因子和储留水等)、生长因子与酶类[碱性成纤维细胞生成因子(bFGF)-2、转化生长因子(TGF)-β、胰岛素样生长因子(IGF)和血管内皮生长因子(VEGF)、肝脏生长因子(HGF)等]；②ECM保留“组织特异性”微环境，能够维持生长其上的细胞形态和表型、增进细胞的粘附、增殖和分化：以骨骼肌ECM为例，其ECM高IV型胶原含量(骨骼肌基底膜的主要成分)，具有复杂的、具有启动功能的三维超微结构，包括平行排列的基底膜(肌内膜管)结构、残存的神经和血管通路，利于成肌细胞粘附、迁移、激活和融合[21][22][23]，且其降解产物对维持成肌细胞和卫星细胞的活力非常重要。③ECM有良好的可降解性和降解速率可控性，降解更符合再生规律；④ECM具有一定的孔隙率，便于组织间的营养和物质空气的交换；⑤ECM具有一定的机械强度能够对组织的生长起到支持作用。

目前临床常用的ECM生物材料根据组织来源可分为同种异体材料如人尸真皮(Acellular dermis Matrix,ADM)、羊膜(Anmiotic membrane)、硬脑膜等(Cerebral duramater)，异种异体材料如猪小肠粘膜下层(Small intestinal submucosa,SIS)、猪膀胱基底膜、猪真皮、牛马的心包(Pericardium)、猪牛腹膜(Peritoneum)等。国内外当前已有数十种的商品化的生物补片。需要指出的是，小肠粘膜下层、膀胱基底膜、羊膜等组织来源的ECM，其组织成分中除了结构蛋白外，还含有糖蛋白、纤粘蛋白、糖胺聚糖、生长因子等生物活性成分，而真皮、心包、腹膜等为原材料的产品，因其来源组织属机体内生物惰性组织，几乎仅含结构蛋白，天然粘连蛋白、生长因子和糖胺聚糖类等含量低。

ECM材料的制备均是将取自同种、异种的组织，经脱细胞处理去除组织中的所有细胞、抗原、脂质、可溶性蛋白质等物质、保留下具有完整外观形态和组织学及超微结构的不溶性细胞外基质。