[发明专利]一种骨组织修复材料

说明书

本发明属于组织工程再生修复领域，公开了一种骨组织修复材料包括纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架和细胞因子。本发明所述骨组织修复材料中的纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架可高效负载细胞因子SDF‑1和BMP‑2，且对负载的细胞因子具有一定的缓释效果。纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架具有良好的生物相容性和细胞附着能力。纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架通过装载并释放SDF‑1，获得优越的趋化和募集自体种子细胞的活性；通过负载BMP‑2，改变局部微环境，诱导MSCs成骨分化。本发明所述骨组织修复材料通过纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架负载的两个细胞因子的协同作用，可以同时解决种子细胞和细胞外微环境的需求。

技术领域

本发明属于组织工程再生修复领域，具体涉及一种骨组织修复材料。

背景技术

先天性畸形、严重创伤、成骨不全和恶性肿瘤扩大手术切除等疾患均有 可能导致大面积组织缺损，而组织缺损修复重建是目前重建外科医生所面临 的一大难题，与其紧密相关的组织再生修复研究也是当前基础医学研究领域 最具广泛发展前景的研究方向之一。而由于骨组织在解剖结构和功能主要是 支撑和保护其他组织脏器，如胸壁骨骼，其承载的微观生理功能相对较少， 骨组织修复重建只需要恢复其解剖支撑结构即能满足基本的功能需求。由此 可见，骨性缺损修复重建是目前组织再生修复研究中最接近临床应用的方向。

临床实践中，面对较大尺寸的骨缺损，外科医生在重建修复手术中需要 及时有效地对缺损的骨性结构进行置换和植入，以最大程度的恢复其结构和 生理功能。传统的外科骨性重建策略主要包括自体骨移植、同种异体移植物 和人工植入物的使用。自体移植物作为骨移植物的金标准，具有最佳的组织 相容性优势，但存在取材受限，手术操作较复杂等缺点，不适用于大范围的 骨性缺损重建。与自体移植相比，同种异体植入物移植存在免疫反应和感染 传播的相关风险，而人工植入物对于处于生长发育阶段的个体而言，需要多次重建手术以适应机体生长的需求。随着近年来再生医学和组织工程研究领 域的快速发展，组织工程学骨修复重建被认为是最有潜力的替代方案，组织 工程学骨修复重建具有其独特的优势，例如可无限供应，无排异反应，避免 疾病传播以及可自适应生长发育的需求等。骨组织工程的关键要素是再生修 复的种子细胞和用于细胞粘附、增殖和分化的支架材料。以往的研究策略往 往未能兼顾种子细胞、支架和ECM多个要素。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种骨 组织修复材料，以解决种子细胞和细胞外微环境的需求。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种骨组织修复材料，其特征在于，包括纳米颗粒修饰的多微孔细胞支 架和细胞因子。

本发明所述的骨组织修复材料中所述纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架由 带正电荷且能够被化学交联的纳米颗粒与明胶-壳聚糖-琼脂糖多微孔细胞支 架材料结合而成。

作为优选，所述纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架中所述纳米颗粒为壳寡 糖/肝素纳米颗粒。

作为优选，所述纳米颗粒修饰的多微孔细胞支架中所述明胶-壳聚糖-琼脂 糖多微孔细胞支架材料由壳聚糖、明胶和琼脂糖采用化学交联冷冻凝胶法制 备得到，所述明胶-壳聚糖-琼脂糖含量为4～5wt％，所述壳聚糖、明胶和琼脂 糖的质量比为1:1:(2～3)。

在一些实施方案中，所述化学交联冷冻凝胶法制备明胶-壳聚糖-琼脂糖多 微孔细胞支架具体为壳聚糖完全溶解于醋酸溶液后加入明胶充分混匀溶解， 加入琼脂糖水溶液混匀，并在混匀过程中逐滴加入5％(v/v)戊二醛溶液进行交 联，然后置于-14℃下孵育16小时制备冷冻凝胶，室温解冻制备出多微孔细胞 支架。

在一些实施例中，按mg/ml计，所述明胶与所述5％(v/v)戊二醛溶液的质 量体积比为150：1至250：1。