[发明专利]一种可招募内源性间充质干细胞的支架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种可招募内源性间充质干细胞的支架材料，该支架材料是由巯基化透明质酸与多巴胺改性的丝素蛋白交联形成的具有复合三维网络结构的水凝胶在冷冻干燥后形成的冻干海绵支架依次经马来酰亚胺聚乙二醇活性酯溶液和一端连接半胱氨酸的E7肽的溶液浸泡处理，将E7肽经马来酰亚胺聚乙二醇活性酯接枝在冻干海绵支架上之后经干燥形成的，具有相互贯通的三维多孔结构。本发明还提供了所述支架材料的制备方法及其作为软骨组织工程三维支架或软骨组织工程三维细胞支架的应用。本发明提供的支架材料可为细胞的生长提供合适的微环境及合适的力学性能，并具有招募内源性间充质干细胞的性能。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，涉及可招募内源性间充质干细胞的支架材料及其制备方法与应用，该支架材料在组织修复领域具有良好的应用前景。

背景技术

关节软骨缺损是一类常见的骨科疾病，由于关节软骨无血管、无淋巴、无神经，因而一旦受到损伤难以自我修复。目前的治疗方法包括微骨折、自体软骨细胞移植等，但是受限于供体细胞的不足以及长期修复效果有限，这些方法在临床上的使用受到了限制。组织工程作为一种前沿的技术在软骨修复领域吸引了众多研究者的关注。组织工程的三要素，包括支架材料、细胞、生长因子，其最基本的原则就是将体外分离扩增的细胞协同生长因子种植在支架材料上，将其移植到人体内之后可以形成新的软骨组织以达到软骨修复与重建的目的。但是，外源性细胞和生长因子的引入具有较大的外来性风险，因此，支架材料的设计对于缺损软骨的重建是至关重要的。

透明质酸是细胞外基质的重要组成成分，它的结构和生物学性能可调控细胞信号、伤口愈合和基质的形成。透明质酸水凝胶有良好的生物相容性、生物降解性、高保水性和促进软骨形成的特性，但透明质酸的降解速度快、力学强度差，且缺乏细胞黏附位点，由透明质酸形成的生物材料会抑制细胞附着，无法达到应用要求。丝素蛋白是一种天然高分子材料，无毒、无刺激性、低免疫原性，具有良好的生物降解性和生物相容性，但丝素蛋白缺乏细胞生长粘附位点，并且对细胞生长不利，这使得其无法满足实际应用需求。目前有关以透明质酸或丝素蛋白为基础构建的支架材料存在着对内源性细胞招募和保留能力不足的缺点，在实际的应用例中还存在着有外源性细胞和生长因子带来的外源性风险的不足。因此，对现有的以透明质酸或丝素蛋白为基础的软骨修复的支架材料进行改进，开发出具有良好的细胞生长微环境及合适的力学性能，并且可招募内源性间充质干细胞的支架材料，是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供可招募内源性间充质干细胞的支架材料及其制备方法，以为细胞的生长提供合适的微环境及合适的力学性能，并赋予支架材料招募内源性间充质干细胞的性能，本发明还提供了上述支架材料作为软骨组织工程三维支架或软骨组织工程三维细胞支架的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的可招募内源性间充质干细胞的支架材料，该支架材料是由巯基化透明质酸与多巴胺改性的丝素蛋白交联形成的具有复合三维网络结构的水凝胶在冷冻干燥后形成的冻干海绵支架依次经马来酰亚胺聚乙二醇活性酯溶液和一端连接半胱氨酸的E7肽的溶液浸泡处理，将E7肽经马来酰亚胺聚乙二醇活性酯接枝在冻干海绵支架上之后经干燥形成的，该支架材料具有相互贯通的三维多孔结构；

所述具有复合三维网络结构的水凝胶由巯基化透明质酸氧化自交联、多巴胺改性的丝素蛋白氧化自交联，以及巯基化透明质酸的巯基与多巴胺改性的丝素蛋白的邻苯二酚基团通过迈克加成反应形成；所述巯基化透明质酸的结构如式(I)所示，巯基化透明质酸中半胱氨的接枝率为5％～65％；所述多巴胺改性的丝素蛋白中多巴胺的接枝率为5％～60％；