[发明专利]一种胶原蛋白复合生物活性支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种胶原蛋白复合生物活性支架及其制备方法，是以Ⅰ型鼠尾胶原蛋白溶于醋酸溶液中，加入DME/F12培养基和NaOH溶液制备Ⅰ型鼠尾胶原蛋白溶液，以CSCI和β‑甘油磷酸钠溶于DME/F12培养基中制备温敏性CSCI溶液，以Ⅰ型鼠尾胶原蛋白溶液与温敏性CSCI溶液混合制备胶原蛋白复合生物活性支架。本发明胶原蛋白复合生物活性支架可以作为组织工程化心肌注入心肌缺血区域，用于治疗心肌梗死类缺血性心脏病。

技术领域

本发明属于组织工程技术领域，涉及一种生物活性支架，特别是涉及一种基于CSCI（氯化壳聚糖）与胶原蛋白的复合生物活性支架，以及该生物活性支架的制备方法。本发明的生物活性支架具有温敏性，适合用于治疗心肌梗死类缺血性心脏病。

背景技术

心肌梗死（Myocardial infarction，MI）是一种由冠状动脉堵塞而导致心肌细胞缺血坏死的疾病，严重危害着人类的身体健康。成年心肌细胞损伤坏死后，逐渐被纤维瘢痕组织替代。新形成的纤维瘢痕一方面导致心室重塑和心力衰竭，另一方面，导致MI区域电生理异质性增加，加重心脏收缩不同步所引起的心衰，并容易诱发致命的恶性心律失常甚至猝死。

目前针对MI的药物治疗、介入治疗以及外科冠状动脉旁路搭桥术只能恢复局部心肌的血液供应，延缓不利的心肌重塑，并不能从根本上解决MI后心脏功能进行性下降这一根本问题。

近年来，心肌组织工程学已经成为医学研究领域的热点之一。其中，可注射性心肌组织支架对于MI的治疗可以在一定程度上预防不利的基质重塑，减少梗死扩张和瘢痕纤维化，进而调控心梗微环境。

氯化壳聚糖（CSCI）是一种优良的可注射水凝胶支架材料，具有良好的生物降解性和相容性。CSCI水凝胶不仅具有天然的抗菌消炎性能，可以消除心梗微环境多余的活性氧（Reactive oxygen species，ROS），同时可以作为传递载体参与相应组织的修复，提高传递物的移植部位驻留率。研究表明，壳聚糖水凝胶心肌内注射对MI后左心室重构有明显的抑制作用，也可以改善梗死区域血管密度。

然而，单一成分CSCI水凝胶的机械强度和物质结构不受人工调节，缺乏良好的可塑性和表面活性，因此，为了解决单纯壳聚糖水凝胶出现的上述问题，应选择一种新的生物材料与CSCI水凝胶结合制备复合水凝胶。

胶原蛋白及其衍生物是心肌组织工程中常用的的生物材料之一。胶原蛋白水凝胶不仅能参与细胞的迁移、分化和增殖，也能促进移植部位血管新生，具有良好的治疗效应。有研究证实，胶原蛋白水凝胶移植入MI部位，可以改善梗死区微血管密度，参与心梗后的短期心肌修复。

但是胶原蛋白水凝胶的降解速度过快，无法发挥长时间的缓释作用，常与其他生物材料复合应用。其中，Ⅰ型胶原蛋白是细胞外基质的重要组成部分，在复合支架中具有可调节的硬度和张力，将其与壳聚糖水凝胶复合，可以充分发挥各成分在复合水凝胶中的生物学作用。

近年来兴起的干细胞治疗是一种新型的MI治疗手段，依靠干细胞的强增殖性和多向分化潜能，可以缓解心肌细胞受到的损伤。同时，也有研究将生长因子与干细胞联合用于治疗MI。很多研究采用基因和小RNA直接靶向治疗缺血受损细胞，改善心肌细胞线粒体功能。有研究表明，将中药萃取成分局部心肌注射，有利于缓解心肌缺血区域的心肌细胞代谢异常。

将可注射性水凝胶与上述干细胞、生长因子、基因、小RNA和中药等成分结合，进一步制备复合生物活性支架，不仅可以达到修复受损心肌的目的，而且可以消除心脏局部微环境及免疫排斥反应的影响。

CN 101574514A公开了一种基于壳聚糖水凝胶和生长因子治疗心肌梗死的产品，其应用温敏性壳聚糖水凝胶为支架材料，携带几种促血管生长因子注射移植到MI模型动物梗死区域，明显促进了心室重塑。但是该专利中所涉及支架材料携带成分单一，缺乏可控的机械强度和理化性能，生物活性较差。

发明内容