[发明专利]一种带电明胶纳米球胶体凝胶及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种带电明胶纳米球胶体凝胶及其制备方法和用途，属于生物医用材料领域。该带电明胶纳米球胶体凝胶由带电明胶纳米球制备而得，带电明胶纳米球是由明胶纳米球悬液经过戊二醛交联后而得；所述明胶纳米球悬液为在明胶水溶液中加入丙酮后而得。本发明带电明胶纳米球胶体凝胶不仅具有良好的可注射性，能够在注射时变为液态，方便注射，注射完毕后变成固态，保持一定的力学强度，抗渗漏；同时，具有良好的可降解性、生物相容性，符合正常髓核的力学特性，具有良好的退变髓核修复作用。填补了当前髓核可替代材料的空白，很好的解决了当前髓核替代材料的不足、性能不佳的问题，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种带电明胶纳米球胶体凝胶及其制备方法和用途。

背景技术

随着社会老龄化的不断加重，脊柱退变性疾病(如腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症等)发病率不断增高，腰腿痛已成为发病率最高的疼痛性疾病之一。据报道，全球腰腿痛患病率高达12％；一项WHO调查显示，37％的青少年每月会至少出现一次腰痛。脊柱的退变是源于椎间盘的退变(变性、失水)，椎间盘由内部的髓核和周围包围的纤维环组成。随着脊柱退变性疾病的不断进展，常规保守治疗仅能部分缓解临床症状，大部分患者不得不最终接受手术治疗。虽然目前针对脊柱退变性疾病的手术方式众多，并且不断趋近微创化，但无论何种手术方式都无法克服如手术损伤、术后复发、邻近节段退变加速、远期疗效不确切等问题，这无疑给个人和社会带来沉重的经济、社会负担。针对椎间盘退变初期的患者，尤其是仅表现为盘源性腰痛的患者，如果能够通过某种方式延缓甚至逆转椎间盘退变进程，将从源头上减少脊柱退变性疾病的发生。随着生物工程技术的飞速发展，通过髓核组织工程技术，实现椎间盘髓核再生、修复已成为可能。

新型椎间盘髓核生物学治疗的目标是促进椎间盘细胞、细胞外基质的再生，从而真正恢复椎间盘的功能和生物力学需求。髓核组织工程包括三部分：种子细胞、细胞因子、支架材料。骨髓间充质干细胞(BMSCs)得益于其获取途径便捷、增殖分化能力强、生长速度快，已被广泛选择作为种子细胞应用。转化生长因子-β1(TGF-β1)已被证实具有独特的促进椎间盘细胞增殖并保持活性、促进细胞外基质合成、减弱分解代谢、增强BMSCs活性并诱导向类髓核细胞分化的作用，已经作为髓核组织工程生物信号因子的不二之选。因此，髓核组织工程的核心便在于髓核替代支架材料的选择和制备。

理想的髓核替代材料应当具有良好的生物安全性、生物相容性、与天然髓核相似的生物力学特性、与自体生物化速度匹配的降解性能，最终实现自动生物化，更重要的是可以通过微创的方式植入椎间盘内部，即具有可注射性。研究者们一直希望通过材料筛选和改性等方面的研究，研制出理想的髓核替代支架材料，但是大量研究结果显示，由于椎间盘内组织结构复杂、血供极差、力学环境复杂，现有材料如天然材料：脱细胞基质、藻酸盐、多肽水凝胶，以及人工合成材料：透明质酸、PLGA等，都不能很好地满足体外功能化髓核的构建要求。在国际上，已有大量科学家通过一些包括纤维蛋白凝胶(GelfoamTM)，透明质酸海绵(HYAFF)以及多肽水凝胶等在内的可以搭载细胞生长的髓核替代支架材料产品进行临床前期研究，但是目前，这些材料的性能(如可注射性、力学性能、生物相容性、髓核修复性能等)还不能很好的满足髓核替代支架材料的要求，仍然没有一款成熟的功能化髓核可替代产品应用于临床。因此，临床中人工髓核替代治疗始终处于低潮期。构建功能化的髓核替代、再生支架材料的市场需求和理想产品缺乏之间产生了巨大矛盾，这也揭示了人工髓核可替代材料具有广阔的市场前景。因此，寻找或合成具有优良生物学和力学性能的新材料可能是髓核组织工程研究的新出路。

发明内容

本发明的目的是提供一种带电明胶纳米球胶体凝胶及其制备方法和用途。

本发明提供了一种带电明胶纳米球，它是由明胶纳米球悬液经过戊二醛交联后而得；所述明胶纳米球悬液为在明胶水溶液中加入丙酮后而得。

进一步地，所述明胶纳米球悬液和戊二醛的体积比为1：(1～5)；

和/或，所述明胶为A型明胶；