CN100556468C - 一种膜状组织工程支架及其应用 - Google Patents

一种膜状组织工程支架及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN100556468C
CN100556468C CNB2007100687610A CN200710068761A CN100556468C CN 100556468 C CN100556468 C CN 100556468C CN B2007100687610 A CNB2007100687610 A CN B2007100687610A CN 200710068761 A CN200710068761 A CN 200710068761A CN 100556468 C CN100556468 C CN 100556468C
Authority
CN
China
Prior art keywords
aperture
layer
tissue engineering
support
engineering rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2007100687610A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101066470A (zh
Inventor
欧阳宏伟
蔡友治
邹晓晖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CNB2007100687610A priority Critical patent/CN100556468C/zh
Publication of CN101066470A publication Critical patent/CN101066470A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100556468C publication Critical patent/CN100556468C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

本发明提供了一种膜状组织工程支架,主要由孔径为20~1000nm的生物材料纤维构成的小孔层与孔径为50~1000μm的生物材料海绵或大纤维构成的大孔层复合而成,所述的小孔层与大孔层相连通。本发明的有益效果主要体现在:(1)本发明支架的纳米/此微米纤维膜组成20~1000nm的纳米级小孔层可阻挡缺损周边纤维细胞侵入;支架的50~1000微米大孔层提供一个缺损内部细胞组织的长入支架;(2)本发明支架的纳米/次微米纤维膜具有良好力学性能,大大减少高分子生物材料的需要量及酸性降解产物;(3)本发明支架适合于骨、肌腱、软骨、皮肤等组织的大块缺损修复和组织工程。

Description

一种膜状组织工程支架及其应用
(一)技术领域
本发明涉及一种用于人体组织引导再生的由双层生物材料构成的膜状组织工程支架及其应用。
(二)背景技术
人体各种组织的损伤极为普遍,特别像骨、软骨缺损以及肌腱、韧带等结缔组织损伤越来越多(占运动损伤的50%),而皮肤损伤更是不计其数。有数据表明,在2001年,欧洲的骨移植手术有408000例,而单美国就有605000例。目前,全球65岁以上的人口每年以2-3%的速度增长。以及由于人们物质生活水平的提高、生活方式的改变以及医学水平的提高这些都导致了对骨移植、骨修复手术的更多需求和更广泛的应用。在我国,据不完全统计,全国每年因各类交通事故、骨科疾病等因素,造成骨缺损或骨损伤的患者有300万人,骨骼不健全的人数有上千万,据估计全国每年个体匹配骨骼的市场总额至少在五千万元以上。
目前临床运动器官的损伤以及皮肤等组织缺损主要靠自体/异体组织来修复加强,或者靠不可降解的生物材料来修复。但是这些治疗方法都有其固有的缺陷。如移植自体组织需要牺牲供区的功能,且供应十分有限;异体组织来源困难且可能存在免疫和病理上的问题;不可降解的材料会带来机体排异和远期效果不好。
目前临床方法的缺点促使组织修复的研究转向可降解生物材料和组织工程方法,其应用前景广阔。组织引导再生膜是目前临床应用较成功的组织再生技术。其基本原理是:利用膜技术将组织缺损区与周围组织隔离,阻挡周边纤维细胞/组织的侵入,为缺损内的组织生长创造一定的有利环境。其具有制作简单、组织适用性强、临床操作简便等独有特点。目前此类膜在骨科学,牙科学、MACI、神经、血管再生方面皆有广泛深入研究。目前已有胶原膜材料(如BioGide)、透明质酸(如HYAFF 11)用于临床,但其力学性能不佳,降解时间太快;可高分子膜材料细胞吸附不强,有酸性代谢产物引起机体不良反应。寻找一种力学性能和生物学性能良好的材料,避免各自劣势,提供一种同时具备有良好阻挡屏障和足够相通的细胞组织容纳空间的膜支架,成为本发明的出发点。
(三)发明内容
本发明既是为了提供一种同时具备有良好阻挡屏障和足够相通的细胞组织容纳空间的膜状组织工程支架。
为达到发明目的本发明采用的技术方案是:
一种膜状组织工程支架,主要由孔径为20~1000nm的生物材料纤维构成的小孔层与孔径为50~1000μm的生物材料海绵或大纤维构成的大孔层复合而成,所述的小孔层与大孔层相连通。
所述大孔层与小孔层组成的双层材料中还可复合活性因子,以充分促进组织再生(1ng/cm3~1mg/cm3)。所述活性因子可为下列之一:①TGF-β、②PRP、③BMP、④VEGF、⑤PDGF。
所述小孔层孔径优选为20~1000nm。
所述大孔层孔径优选为50~500μm。
优选的,所述大孔层的生物材料海绵或大纤维为下列之一:①PLLA,②PGA,③PCL,④PLGA,⑤PCL/PLLA,⑥胶原,⑦壳聚糖,⑧透明质酸,⑨硫酸软骨素。
优选的,所述小孔层的生物材料纤维为下列之一:①PLLA,②PGA,③PCL,④PLGA,⑤PCL/PLLA,⑥胶原,⑦丝素蛋白、⑧壳聚糖、⑨透明质酸。
最为优选的,所述大孔层生物材料海绵为胶原,小孔层生物材料纤维为PLLA。
制备方法:
先配制低质量浓度(w/v=8%~12%)的PLLA溶液,溶剂为氯仿/乙醇(体积比3∶1)。通过电纺技术,制备微米纤维支架。在所得的纤维支架上浇注浓度为10mg/ml的胶原溶液,-70℃冷冻。再将双层材料冻干24小时制成复合材料。最后对复合材料进行真空热交联,交联方法如下:先真空预处理24小时,其间每6小时升温20℃直至110℃,再110℃真空热交联2到4天。最终得到PLLA为基膜,胶原海绵为引导膜的复合支架。
所述的膜状组织工程支架可应用于生物体内组织修补或加强。如体内植入进行骨、软骨、肌腱、皮肤等各种组织修补或加强。所述的膜状组织工程支架也可应用于生物体外组织构建。如体外接种各种间充质干细胞、纤维细胞或纤维母细胞,构建组织工程骨,软骨、肌腱及皮肤等组织补片。
本发明是在以前研究的基础上进一步提高,利用孔径均一、降解缓慢和力学性能良好的高分子生物材料纳米纤维膜作为支架的保护阻隔层,利用生物性能好的大孔径生物材料海绵作为组织再生层。纤维膜的良好小空隙结构保证局部组织再生和营养物质充分交换,而大孔径的胶原具有足够相通的细胞组织容纳空间,引导组织再生,同时减少PLLA的用量和酸性降解产物。
此发明将促进膜引导性组织工程技术走向临床化和产业化。
本发明的有益效果主要体现在:(1)本发明支架的纳米/此微米纤维膜组成20~1000nm的纳米级小孔层可阻挡缺损周边纤维细胞侵入;支架的50~1000微米大孔层提供一个缺损内部细胞组织的长入支架;(2)本发明支架的纳米/次微米纤维膜具有良好力学性能,大大减少高分子生物材料的需要量及酸性降解产物;(3)本发明支架适合于骨、肌腱、软骨、皮肤等组织的大块缺损修复和组织工程。
(四)附图说明
图1为PLLA纤维电镜照片;
图2为界面电镜照片;
图3为胶原电镜照片;
图4为双层膜大体照片。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1:
先配制低质量浓度(w/v=10%)的PLLA溶液,溶剂为氯仿/乙醇(v/v=3∶1)。通过电纺技术,制备微米纤维(见图1)(参数:流量=0.5ml/h到2ml/h的范围,电压=14KV~18.7KV),用微米纤维制成纤维支架。将骨髓间质干种植于纤维支架上,培养7天后电镜观察,见细胞能在支架良好生长。
实施例2:
将实施例1中所得的纤维支架上浇注浓度为10mg/ml的胶原溶液,-70℃冷冻12小时。双层材料冻干24小时成复合材料。最后对复合材料进行真空热交联:先真空预处理24小时,其间每6小时升温20℃直至110℃,再110℃真空热交联2到4天。可得到PLLA为基膜,胶原海绵为引导膜的既具有良好力学又有足够细胞附着面的复合支架(见图2~4)。(所得PLLA层孔径为200~900nm,胶原层孔径为20~500μm。)
实施例3:
将实施例1所得的支架植入白兔体内用于修复胫骨缺损。3、6周后可发现组织均匀长入缺损部位,形成了功能性骨组织。
实施例4:
将实施例1所得的支架植入白兔用于修复胫骨缺损,3、6周后组织长入良好,没有明显的炎性反应。

Claims (8)

1.一种膜状组织工程支架,主要由孔径为20~1000nm的生物材料纤维构成的小孔层与孔径为50~1000μm的生物材料海绵或大纤维构成的大孔层复合而成,所述的小孔层与大孔层相连通。
2.如权利要求1所述的膜状组织工程支架,其特征在于所述大孔层与小孔层组成的双层材料中还复合有1ng/cm3~1mg/cm3的活性因子。
3.如权利要求2所述的膜状组织工程支架,其特征在于所述活性因子为下列之一:①TGF-β、②PRP、③BMP、④VEGF、⑤PDGF。
4.如权利要求3所述的膜状组织工程支架,其特征在于所述小孔层孔径为20~1000nm。
5.如权利要求3所述的膜状组织工程支架,其特征在于所述大孔层孔径为50~500μm。
6.如权利要求1~5之一所述的膜状组织工程支架,其特征在于所述大孔层的生物材料海绵或大纤维为下列之一:①PLLA,②PGA,③PCL,④PLGA,⑤胶原,⑥壳聚糖,⑦透明质酸,⑧硫酸软骨素。
7.如权利要求1~5之一所述的膜状组织工程支架,其特征在于所述小孔层的生物材料纤维为下列之一:①PLLA,②PGA,③PCL,④PLGA,⑤胶原,⑥丝素蛋白、⑦壳聚糖、⑧透明质酸。
8.如权利要求1所述的膜状组织工程支架在生物体外组织构建中的应用。
CNB2007100687610A 2007-05-25 2007-05-25 一种膜状组织工程支架及其应用 Active CN100556468C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100687610A CN100556468C (zh) 2007-05-25 2007-05-25 一种膜状组织工程支架及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100687610A CN100556468C (zh) 2007-05-25 2007-05-25 一种膜状组织工程支架及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101066470A CN101066470A (zh) 2007-11-07
CN100556468C true CN100556468C (zh) 2009-11-04

Family

ID=38879251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100687610A Active CN100556468C (zh) 2007-05-25 2007-05-25 一种膜状组织工程支架及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100556468C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103007364A (zh) * 2012-12-20 2013-04-03 北京市意华健科贸有限责任公司 脂肪族聚酯双层不对称引导组织再生膜及其制备方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101496913B (zh) * 2008-01-31 2012-09-26 中国人民解放军总医院 组织工程用软骨细胞外基质三维多孔海绵支架及其制备方法
US8870954B2 (en) * 2008-09-09 2014-10-28 Biomimetic Therapeutics, Llc Platelet-derived growth factor compositions and methods for the treatment of tendon and ligament injuries
CN101444641B (zh) * 2008-12-24 2012-08-08 浙江大学 一种基于纳米纤维的三维大孔径组织工程支架及其应用
CN101574542B (zh) * 2009-06-22 2012-09-12 张朝跃 载转基因细胞的肌腱内固定用复合材料及其制备方法
CN102178980A (zh) * 2011-05-05 2011-09-14 东南大学 天然高分子复合多孔纤维支架及其制备方法
CN102383267A (zh) * 2011-07-22 2012-03-21 北京化工大学 冻干法制备天然高分子基纳米纤维膜
CN102512712B (zh) * 2011-12-22 2014-12-10 南京工业大学 具有梯度结构的丝素蛋白多层功能膜及其制备方法
CN105214141B (zh) * 2015-10-22 2018-10-26 赵子逸 一种用于肌腱和韧带修复的三维复合材料
CN106110401B (zh) * 2016-06-30 2019-06-25 上海大学 微纳米复合双层皮肤支架及其制备方法
CN107412870A (zh) * 2017-04-11 2017-12-01 常州大学 一种具有双层多孔结构的胶原基皮肤修复材料及其制备方法
DE102017126149A1 (de) * 2017-11-08 2019-05-09 Johannes Gutenberg-Universität Mainz Wirkstoffhaltiger Schichtverbund sowie Verfahren zu dessen Herstellung
CN108159496B (zh) * 2018-01-22 2020-11-03 福州大学 一种双因子程序释放的仿生取向软骨支架及其制备方法
CN108498872A (zh) * 2018-03-21 2018-09-07 奚桢浩 一种引导组织再生膜及其制备方法
CN108404213B (zh) * 2018-05-14 2023-05-09 上海交通大学医学院附属第九人民医院 一种利用三维打印和静电纺丝技术制备肌腱支架方法
CN110559486A (zh) * 2018-06-06 2019-12-13 常州药物研究所有限公司 用于牙槽骨缺损区植骨用复合胶原膜及其制备方法
CN110141687B (zh) * 2019-05-30 2021-10-08 四川大学 一种引导牙周硬软组织再生梯度材料及其制备方法
CN110859683B (zh) * 2019-08-15 2021-08-27 中南大学湘雅医院 一种仿生学三相组织工程支架
CN112999430B (zh) * 2021-04-13 2022-06-17 健诺维(成都)生物科技有限公司 口腔修复膜及其制备方法
CN113398338B (zh) * 2021-06-30 2022-08-09 华东理工大学 一种引导组织再生的双层修复膜及其制备方法
CN114984316B (zh) * 2022-06-08 2023-06-23 青岛大学 一种脱细胞肌腱复合体材料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103007364A (zh) * 2012-12-20 2013-04-03 北京市意华健科贸有限责任公司 脂肪族聚酯双层不对称引导组织再生膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101066470A (zh) 2007-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100556468C (zh) 一种膜状组织工程支架及其应用
CN101444641B (zh) 一种基于纳米纤维的三维大孔径组织工程支架及其应用
Kundu et al. Silk fibroin biomaterials for tissue regenerations
Hu et al. Development of collagen/polydopamine complexed matrix as mechanically enhanced and highly biocompatible semi-natural tissue engineering scaffold
Abou Neel et al. Collagen—emerging collagen based therapies hit the patient
CN101474430B (zh) 一种生物活性组织再生膜及其制备方法
JP6196217B2 (ja) 筋線維断片を利用した筋組織再生
Xie et al. Evaluation of stretched electrospun silk fibroin matrices seeded with urothelial cells for urethra reconstruction
ES2809999T3 (es) Preparación de supercóntigos de tejido regenerativo
CN105705172B (zh) 用于组织再生的亲水性静电纺生物复合支架材料及其制法与应用
CN103127548B (zh) 促进神经缺损修复的人工神经导管的制备方法
Zhang et al. Development of a visible light, cross-linked GelMA hydrogel containing decellularized human amniotic particles as a soft tissue replacement for oral mucosa repair
CN109999227B (zh) 一种基于丝素蛋白和甲壳素混纺纳米纤维嵌入式水凝胶软骨仿生支架的制备方法及应用
Xue et al. Co‐electrospun silk fibroin and gelatin methacryloyl sheet seeded with mesenchymal stem cells for tendon regeneration
Eberli et al. One and four layer acellular bladder matrix for fascial tissue reconstruction
Kong et al. Electrospinning porcine decellularized nerve matrix scaffold for peripheral nerve regeneration
Wang et al. Stretchable collagen-coated polyurethane-urea hydrogel seeded with bladder smooth muscle cells for urethral defect repair in a rabbit model
CN103157135A (zh) 一种网状组织工程支架
CA2608422A1 (en) Engineered extracellular matrices control stem cell behavior
Lin et al. Surface modification of poly (ε‐caprolactone) porous scaffolds using gelatin hydrogel as the tracheal replacement
EP3442608A1 (en) Non-uniformly stiff polymeric scaffolds and methods for producing thereof
Su et al. Electrohydrodynamic fabrication of triple-layered polycaprolactone dura mater substitute with antibacterial and enhanced osteogenic capability
Kuevda et al. Application of recellularized non-woven materials from collagen-enriched polylactide for creation of tissue-engineered diaphragm constructs
Chandy Tissue repair with natural extracellular matrix (ECM) scaffolds
Griffanti Automated aspiration-ejection of protein based hydrogels for tissue engineering applications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Zhejiang Xingyue Biotechnology Co., Ltd.

Assignor: Zhejiang University

Contract record no.: 2010330001723

Denomination of invention: Membranous tissue engineering rack and its application

Granted publication date: 20091104

License type: Exclusive License

Open date: 20071107

Record date: 20100824