[发明专利]一种缓释SDF-1的壳聚糖包被BCBB骨修复支架材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种缓释SDF‑1的壳聚糖包被BCBB骨修复支架材料及其制备方法，属于骨移植替代材料及骨组织工程技术领域。本发明是为了克服SDF‑1生物利用率低，防止SDF‑1因子过快释放失效，无法发挥其对MSCs细胞的趋化作用的问题，所提供的材料不仅能较好地解决SDF‑1在局部很快被稀释和被酶分解的缺点，还能保证在一段时间内持续缓慢释放SDF‑1因子，保障SDF‑1在骨缺损中一定时间内趋化MSCs参与缺损修复，同时调节局部组织BMP‑2表达升高，促进MSCs的分化增殖，促进新骨形成和血管生成，而且携载SDF‑1的BCBB支架在一定时间内会被降解吸收，并且被新生骨组织替代，从而更好地修复骨缺损。

技术领域

本发明属于骨移植替代材料及骨组织工程技术领域，具体涉及一种缓释SDF-1的壳聚糖包被BCBB骨修复支架材料及其制备方法。

背景技术

临床上常因创伤或骨肿瘤手术切除所致的骨缺损十分常见，而骨缺损部位常常局部缺乏充足的血液供应、修复组织爬附生长的三维结构、缺乏参与骨修复的成骨细胞，故缺损自身修复能力十分有限。骨缺损修复的金标准目前仍然是自体松质骨移植，但自体骨来源受限往往不能满足大范围骨缺损修复的需要。异体骨移植材料虽然目前临床应用较为常见，但费用高、传播潜在疾病和远期修复效果不佳等问题。人工合成生物修复材料具有良好的生物组织相容性、可降解性强及来源丰富等优点，但材料成分单一，其孔隙结构和成分不能模仿天然骨结构系统，骨修复能力有限，成本高，目前市场上的骨缺损修复生物材料无法完全修复大范围骨缺损。异种骨修复材料因其来源广泛、成本低、具有天然骨结构及生物学特性等方面的优势而受到广泛关注。目前已有不少关于源于动物骨或珊瑚的新型骨修复材料研究报道，部分异种骨修复材料如瑞士盖氏公司的BioOss^TM骨已在临床上使用多年，且其具有一定的骨修复效果，但无法达到自体骨修复效果，更不能修复大范围骨缺损。良好的骨修复材料不仅能为修复组织提供三维空间支撑的问题，而且修复材料还应具有骨诱导及自身成骨的特点，即使满足这些条件仍无法解决大范围骨缺损时局部修复细胞缺乏、微环境改变和修复时间长等问题，所以单纯运用生物材料进行骨缺损修复时会出现骨缺损不完全修复或不修复问题。自上世纪80年代以来，组织工程技术不断发展，为人类解决受损骨组织修复或替代带来新希望，骨组织工程是将细胞生物学与材料工程技术结合，研发出可完全修复大范围骨缺损的材料。

修复材料和正常组织的相互整合是运用组织工程方法修复骨缺损的关键，这一过程与三种因素关系密切：①种子细胞，②支架材料，③生长因子。虽然目前自体胚胎干细胞是利用价值最高的全能干细胞，作为组织修复种子细胞的最佳选择，但需面对来源受限及复杂的伦理问题，难以在临床工作中推广运用。近年来从骨、软骨、滑膜、脂肪、心、脑、肝、肾等组织中分离得到的间充质多能干细胞，不仅来源广，可在体外扩增培养，而且能多次传代后依然保留其分化潜能，已成为组织工程种子细胞的新焦点，故种子细胞的存在与否是影响修复结果的一个关键因素。骨组织工程的支架材料主要分为无机合成材料，如：HA、β-TCP、BCP、半水合硫酸钙，钛合金等；有机合成材料，如：胶原、PLA、PGA、PLGA等；生物衍生材料，如：骨胶原、骨HA、珊瑚HA、海藻酸、壳聚糖等以及多种成分的混合材料。生物衍生支架不仅具有良好的生物相容性和良好的生物降解性，而且来源广，天然自带的生物活性基团对种子细胞粘附、增殖及分化发挥很好作用，与人工合成支架材料相比有着无可比拟的天然优势。损伤组织修复的过程是多种细胞因子同时产生和发挥作用的一个综合的复杂过程，目前研究尚未明确骨缺损修复中具体的分子生物学机制，但部分细胞因子如BMP-2、SDF-1、VEGF、bFGF等参与骨修复的过程已经被证实，随着骨缺损修复机制研究的不断深入，今后可根据骨缺损修复不同时期的需要调控各个因子的表达，以达到大范围骨缺损的完全修复。