CN1742079A - 覆有半透膜的生物可降解双重多孔性支架和采用该支架进行的组织细胞培养方法 - Google Patents
覆有半透膜的生物可降解双重多孔性支架和采用该支架进行的组织细胞培养方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种外表面上具有半透膜的支架。本发明还公开了制造覆有半透膜的支架的方法，该方法包括：将一片或多片支架装载到具有预定形状和尺寸的模具中；以及向模具中加入半渗透剂和交联剂，使半渗透剂交联，从而在每一支架的外表面上形成半透膜。覆有半透膜的支架只允许外部的营养物渗透进入支架内，从而选择性地将营养物引入到支架内，并将组织细胞产生的代谢废物排泄到支架外部。此外，通过小尺寸支架的交联能使该支架具有所需的生物组织形态。
Description
技术领域
本发明一般性地涉及一种支架和采用该支架制备生物组织的方法。更具体地，本发明涉及生物组织的再生方法，该再生方法是采用生物可降解聚合物进行泡腾盐的气体发泡，制备得到多孔性支架；将该支架分割成小片；将组织细胞植入到该支架小片上；在每一支架小片的外表面上形成半透膜；以及将半透膜覆盖的支架小片交联成为预定的形式.
本文中所采用的术语″支架″是指支持细胞生长和迁移的多孔性生物可降解聚合物构件。
背景技术
通常，软骨是一种一旦遭到损坏后就不能自然再生的组织。为修复被损坏的软骨组织，已经采用了软骨替代品，如非吸收性的生物材料。然而，到目前为止，使用的非吸收性软骨替代品带来了各种副作用和并发症，如皮肤坏死和炎症。因此，认为软骨自体移植物是最佳的移植材料。
近来，人们在实验室中一直努力使被损坏组织的一部分进行再生，来重建被损坏的组织。这种被称为″组织工程″的方法已经受到极大的关注。
组织工程涉及研发新一代的生物相容材料，该材料与生物组织之间存在特异性相互作用，从而产生功能性组织等价物。组织工程的基本概念之一是从患者中收集需要的组织，从这一组织样品中分离出细胞，通过细胞培养使组织细胞增殖至预期数量，将增殖细胞植入到具有多孔结构的生物可降解聚合物支架上，在体外培养细胞达一预定的时期，以及将细胞/聚合物构件移植回到患者体内。
完成上述步骤之后，在多数组织或器官中，移植支架上的细胞利用从体液扩散获得的氧和营养物，直到在支架中形成新的血管。当血管延伸到支架内时，细胞发生增殖和分化，从而形成了新组织和新器官，而支架则被分解。
如上所述，用于生物组织再生的支架由满足下述主要条件的材料制成。该材料应该足以作为组织细胞粘附到材料表面并形成三维组织的模板或基底。此外，材料应该充当植入细胞和寄主细胞之间的屏障。这些条件意味着该材料应该是无毒的并且是生物相容的，即在移植后并不导致血液凝固或炎症。
而且，用于制备支架的材料应该具有生物可降解性，以便在移植的细胞足以履行其作为组织的先天功能和作用时，该材料在体内能被完全降解并最终消失。
满足上述身体要求的，最广泛使用的生物可降解聚合物包括聚乙醇酸(PGA)，聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)，聚-ε-己内酯(PCL)，聚氨基酸，聚酸酐，聚原酸酯和其共聚物。
另一方面，已经对前述聚合物进行研究，来制造多孔性支架。已经有几种技术被用来制造支架，如包括以下步骤的溶剂浇铸和微粒滤除法：将溶解于合适溶剂中的聚合物与单晶体盐颗粒混合，从聚合物/盐复合物中蒸发除去溶剂，以及将凝固的样品浸入蒸馏水中进行盐颗粒的滤除(A.G.Mikos等.，Polymer，35，1068，1994)；采用高压CO2气体使聚合物发泡的气体发泡法(L.D.Harris等.，Journal of Biomedical Materials Research，42，396，1998)；基于将聚合物纤维挤出成为无纺织物，然后形成聚合物网的纤维挤出和织物形成工艺(K.T.Paige等.，Tissue Engineering，1，97，1995)；将聚合物溶液浸入非溶剂中而将聚合物溶液的溶剂交换为非溶剂，来形成孔的热诱导相分离法(C.Schugens等，Journal of Biomedical Materials Research，30，449，1996)；以及包括混合聚合物溶液和水，在液氮中猝灭得到的乳液，然后对该乳液进行冷冻干燥的乳液冷冻干燥法(K.Whang等，Polymer，36，837，1995)。
然而，传统的制造技术通常导致支架的多孔性较低，孔径不可控，以及形成了相互连接差的开孔网状物。此外，当将组织细胞植入到支架上并在其上增殖时，支架表面上的孔经常被堵塞，从而导致在制备移植物时存在困难。因此，传统的技术还存在以下的问题：在支架制造过程中可能会生成毒性气体；支架上继续存在板条；细胞难以生长进入支架；以及供给细胞的营养不足。
组织细胞被植入到由前述生物可降解的聚合物制造，具有相互连接的孔结构的支架上，并在支架上生长并形成组织。典型地，生物组织再生是这样实现的：制备具有生物组织形态的支架，将组织细胞植入到支架上，以及使植入的组织细胞进行生长。
然而，制备移植物的这一方法存在以下的缺点。营养物和氧不容易被运送到支架内部。另外，组织细胞在整个支架上的生长不均匀。即使在支架非常薄的情况下，组织细胞也难于生长进入支架的中心区域。
发明内容
为解决前述的问题，本发明的目的是提供在其外表面上具有半透膜的支架。
另外，本发明的目的在于提供一种通过藻酸盐的交联而在支架外表面上形成半透膜的方法。
进一步地，本发明的目的在于提供一种增殖组织细胞的方法，该方法包括将支架切割成小片；将组织细胞植入到每一支架小片上，并将支架小片装载到模具中，该模具具有被再生组织的形态；将半渗透剂和交联剂的混合物加入到装有支架小片的模具中，将每一支架小片周围的半渗透剂进行交联，从而在每一支架小片的外表面形成半透膜；并将营养物通过半透膜引入得到的支架中。
附图简要说明
从以下结合附图进行阐释的详述中，将使本发明的上述和其他目的、特征以及其他优点更清楚地被理解。其中：
图1的流程图为采用泡腾盐的气体发泡来制备支架的方法；
图2的流程图是根据本发明制备在外表面上具有半透膜的支架的方法；
图3为本发明支架的表面的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图4为本发明支架中具有多孔相互连接的内表面的SEM图像；
图5为本发明支架的实际图像和大小；
图6为在本发明覆有半透膜的支架上进行增殖的软骨细胞的SEM图像；
图7的曲线图表示在本发明覆有半透膜的支架上生长的软骨细胞的DNA合成；
图8的曲线图表示在本发明覆有半透膜的支架上生长的软骨细胞的粘多糖合成，以及
图9为支架先被移植到裸鼠体内，4周后取出，然后对本发明支架进行苏木精-曙红染色，马森-三色染色和阿尔新蓝染色的结果。
本发明的最佳实施方式
一方面，本发明的特征在于支架的外表面上具有半透膜。
另一方面，本发明提供了一种制备覆有半透膜的支架的方法，该方法包括：将一片或多片支架装到具有预定形状和尺寸的模具中；以及将半渗透剂和交联剂加到模具中，使半渗透剂进行交联，从而在每一支架的外表面上形成半透膜。
另一方面，本发明提供了一种制备生物组织的方法，该方法包括：将从被再生的组织中获得的细胞植入到一片或多片支架上；将植入了组织细胞的支架装到具有预定形状和尺寸的模具中；向模具中加入半渗透剂和交联剂，装在模具的每一支架的外表面上形成了半透膜，使支架相互连接；以及将营养物引入到交联剂相互连接的支架内，从而使组织细胞增殖。
本发明的支架是一种装置，可用作组织工程或相关应用的细胞载体，在大多数情况下都是海绵体形式。优选地，″支架″是指生物可降解的聚合物构件，其具有支持细胞迁移和增殖的多孔性结构，通常被称为具有生物可降解性的″聚合物支架″。
具体地，前述的多孔性是表示管状孔壁中的间隙和聚合物支架之间间隙的许多孔。孔径范围为200-350μm，优选230-270μm。
此外，孔还包括分布在支架壁表面上且孔径小于2μm的微孔。
另外，任何支架，只要其能提供细胞植入后能进行生长的空间，则都可用于本发明。任何本领域技术人员广泛采用的支架也可用于本发明中。
支架制造技术的例子包括具有下列步骤的溶剂浇铸和颗粒滤除法：将溶解在合适溶剂中的聚合物与单晶体盐颗粒相混合，从聚合物/盐复合物中蒸发除去溶剂，以及将凝固的样品浸入蒸馏水中进行盐颗粒的滤除；利用高压CO2气体的气体发泡法使聚合物发泡；将聚合物纤维挤出成为无纺织物，然后形成聚合物网的纤维挤出和织物形成工艺；将聚合物溶液浸入非溶剂中而将聚合物溶液的溶剂交换为非溶剂来形成孔的热诱导相分离；以及包括混合聚合物溶液与水，在液氮中猝灭所得的乳液，然后对该乳液进行冷冻干燥的乳液冷冻干燥法。推荐采用泡腾盐的气体发泡法，其通过将泡腾盐溶解于聚合物中而制造支架。
下文中将描述采用泡腾盐的气体发泡制备支架的方法。
本发明的支架由生物可降解聚合物制成，该生物可降解聚合物对身体无毒，不产生副作用，且通过代谢而发生生物降解。生物可降解聚合物的例子包括聚乙醇酸(PGA)，聚乳酸(PLA)，聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)，聚-ε-己内酯(PCL)，聚氨基酸，聚酸酐，聚原酸酯和其共聚物。优选的生物可降解聚合物是分子量为90,000-126,000Da的PLGA。
用于制造本发明支架的，起到控制支架中孔径作用的适宜泡腾盐例如有碳酸氢铵(NH4HCO3)，碳酸铵((NH4)2CO3)，碳酸氢钠(NaHCO3)和碳酸钠(Na2CO3)。
本发明中采用的有机溶剂是能溶解生物可降解聚合物并生成高粘性聚合物溶液的任何物质。有机溶剂是选自二甲亚砜(DMSO)，乙腈(CH3CN)，二甲基甲酰胺(DMF)，N-甲基吡咯烷酮等的一种物质和选自二氯甲烷(CH2Cl2)，氯仿(CHCl3)，丙酮，乙酸(CH3COOH)，四氢呋喃(THF)，乙酸乙酯，甲乙酮(MEK)，二噁烷，二噁烷/水等的一种物质的混合物。推荐采用二甲亚砜和二氯甲烷的混合物。
本发明中，当采用二甲亚砜和二氯甲烷的混合物制造支架时，混合物中二甲亚砜的含量越低，则所形成的微孔的尺寸越小。然而，当仅采用二氯甲烷作为溶剂时，不会产生微孔。
另一方面，处于覆有半透膜状态下的本发明支架可用作组织细胞生长的基底，其中的半透膜是指由半渗透剂交联产生的膜。
在植入了组织细胞的支架外表面上形成的半透膜，可选择性地将营养物从支架外部引入到支架内部，并将组织细胞产生的代谢废物排除到支架外部。半渗透剂交联生成的半透膜是半渗透剂和交联剂反应的结果。具有前述半透膜功能的任何材料均可用作半渗透剂，如藻酸盐，多糖，壳聚糖，琼脂粉末和白明胶。最优选的半渗透剂是藻酸盐。
藻酸盐是藻酸的盐，如藻酸钠，它是由在聚合物链中成各种排列方式的β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸构成的线性共聚物。此外，藻酸盐具有生物相容性。由于具有生物相容性，藻酸盐在食品工业中广泛用作缩合剂、乳化剂等，并进一步用于生物工程相关的应用中，包括聚合物膜、油膏和外科用纱布，也可用于活细胞的免疫保护，如包覆活细胞的凝胶颗粒(P.Aebischer等，Transplantation in humans of encapsulated xenogenein cells withoutimmunosuppresson，a preliminary report，Transplantation，58，1275-1277(1994)；P.De Vos等，Improved biocompatibility but limited graft survival afterpurification of alginate for microencapsulation of pancreatic islets，Diabetologia40，262-270(1997)；G.Klock等，Production ofpurified alginates suitable foruse in immunoisolated transplantation，Appl.Microbiol.Biotechno.40，638-643(1994))。
另外，藻酸盐是水溶性的，由二价阳离子溶液，如氯化钙等交联剂交联。本文中的钙离子在藻酸盐链的古罗糖醛位置处进行连接，形成稳定的藻酸盐凝胶。
具体来讲，由二价阳离子溶液进行的快速凝胶化速率受到交联密度和聚合物在凝胶颗粒中的浓度影响。通常，随着半渗透剂和交联剂浓度的增加以及交联反应进行更长时间，半透膜的硬度随之增加。因此，本发明中半渗透剂的适宜浓度范围为0.5-5％，优选为1-2％，更优选为1.5％，而交联剂的浓度范围为1-5％，优选1-2％，更优选1.1％。此外，反应时间为1-20min，优选为5-10min。
另一方面，β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸的比例会影响藻酸盐颗粒的生物相容性和结构。藻酸盐颗粒具有低毒性，当与血液结合时会降低对网状细胞的破坏(P.De Vos，B.De Haan，R.Van Schilfgaarde.，Effect of thealginate composition on the biocompatibility of alginate-polylysine microcapsules，Biomater.18，273-278(1997)；D.Joseph等，The biomedical engineeringhandbook，CRC Press，IEEE Press，1788-1806(1995))。
本发明中，用于形成半透膜的交联剂主要形成了半透膜，以及尺寸为1-3mm，优选为1.5-2.5mm的相互连接的支架小片，从而使支架具有将被再生的生物组织形态。也就是说，交联剂通过交联作用使支架小片相互连接，因而使半渗透剂在支架小片的表面上发生凝胶化。可采用氯化钙、三聚磷酸盐和戊二醛作为具有前述功能的交联剂。最优选氯化钙。
以下将对本发明制造具有前述组织结构的支架的方法以及采用该支架进行生物组织再生的方法展开详细描述。
首先，将描述例如通过泡腾盐的气体发泡来制造支架的方法。然后将描述采用上述气体发泡法制造覆有半透膜的支架的方法。
图1的流程图为采用泡腾盐的气体发泡来制备支架的方法；而图2的流程图则是根据本发明制备一种在外表面上具有半透膜的支架的方法。
通过泡腾盐的气体发泡制造支架
如图1所示，本发明制造支架的方法包括下列步骤：
(i)将生物可降解聚合物溶于有机溶剂中，得到具有高粘性的聚合物溶液；
(ii)向聚合物溶液中加入泡腾盐而获得共聚物/有机溶剂/盐构成的聚合物凝胶；
(iii)将聚合物凝胶装入具有预定形状和尺寸的模具中进行定形；
(iv)将共聚物/有机溶剂/盐构成的共聚物中的有机溶剂除去；
(v)将共聚物/盐混合物浸入溶剂中进行盐滤除和气体发泡；以及
(vi)洗涤得到的支架。
所制造的支架被切割成尺寸为1-3mm，优选为1.5-2.5mm的小片用于生物组织再生。该支架切割是为了生物组织再生，并不是采用传统的自上而下方式一开始便将支架制成与被再生的生物组织形态相适应的尺寸，而是采用自下而上的方式，将支架小片排列成为生物组织的预期形态，然后再在得到的支架上增殖组织细胞。
另一方面，按照上所制备得到的支架具有双重的多孔结构和改进的机械性质，因此能使组织细胞在支架中均匀分布。
具体地，通过控制所用的有机溶剂的含量并采用具有特定尺寸的成孔固体颗粒形成具有上述双重多孔结构的孔和微孔。
本发明支架的双重多孔结构由下列步骤获得：
首先，为在支架上产生微孔，将二甲亚砜和二氯甲烷以预定比例在上述步骤(i)的有机溶剂中相混合，然后将生物可降解聚合物溶解于该混合物中。为了产生孔，在得到的聚合物溶液中加入具有特定尺寸的成孔固体颗粒，如碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠或碳酸钠。
然后，在二氯甲烷蒸发之后，将上述混合物浸入水、乙醇、甲醇或其混合物中以滤除二甲亚砜。
在二甲亚砜滤除期间，于支架上形成了微孔。
另一方面，随着二甲亚砜的含量降低，形成的微孔尺寸变得更小。当仅采用二氯甲烷作为溶剂时，则不形成微孔。尤其是，在采用5％二甲亚砜和95％二氯甲烷构成的溶剂时，形成了尺寸为约10μm的微孔。在采用1％二甲亚砜和99％二氯甲烷构成的溶剂时，形成了尺寸为约2μm的微孔。
此外，可采用例如乙腈(CH3CN)、二甲基甲酰胺(DMF)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等溶剂代替二甲亚砜。
制备外表面上具有半透膜的支架
如图2所示，采用由泡腾盐气体发泡制得的支架来制造覆有半透膜的支架，该方法包括如下步骤：
(i)将来自被再生的组织中的细胞植入到一片或多片支架小片上；
(ii)将植入了组织细胞的支架小片装载到具有预定形状和尺寸的模具中；以及
(iii)向模具中加入半渗透剂，采用交联剂使半渗透剂交联，从而使装在模具中的支架小片相互连接。
其中，在步骤(iii)中，在需要的情况下可向交联剂和藻酸盐的混合物中加入缓冲溶液中。
同时，在步骤(iii)中，理想情况是采用浓度为0.5-5％，优选1-2％，更优选为1.5％的半渗透剂，以及浓度为1-5％，优选为1-2％，更优选为1.1％的交联剂。理想的交联反应时间是1-20min，优选5-10min。
采用上述覆有半透膜的支架，按照下列方法再生生物组织。
采用本发明覆有半透膜的支架进行生物组织再生，首先将初始制造的支架切割成厚度为1-3mm，优选1.5-2.5mm的小片而得到多片支架小片。然后，将组织细胞植入到每一支架小片上。
然后，将植入了组织细胞的支架小片与半渗透剂混合，装载到具有被再生的组织所具有的形态的模具中，使支架小片具有组织的形态。
接下来，将交联剂缓慢加入到装有支架小片的模具中，对半渗透剂进行交联，从而在支架小片的外表面上获得了半透膜。往外表面具有半透膜的支架中加入培养基，使支架内的组织细胞进行生长。
在组织细胞生长期间，半透膜将组织细胞产生的代谢废物排泄到支架外部，并使支架外部的营养物和氧选择性地渗透进入支架中。
与此同时，穿过半透膜的营养物和氧气通过支架表面上的孔提供给组织细胞。在营养物和氧的帮助下，组织细胞在整个支架上均匀生长，并因此再生出生物组织。
本发明覆有半透膜的支架可用于组织工程，如组织或器官再生方法中的三维细胞培养。更详细地，采用多孔性聚合物膜和干细胞，本发明的支架可用作软骨再生的细胞培养结构，骨组织再生的细胞培养结构，新血管形成的管状细胞培养结构，神经再生的管状细胞培养结构，受损组织再生的细胞培养结构，器官(心脏、肺、肝脏等)再生的细胞培养结构，等等。
参照以下的实施例结合附图对本发明展开更详细的阐释。然而，下列实施例的目的仅在于阐释本发明，而本发明并不受限于这些实施例。
实施例1：制造支架
将90％一氯甲烷(Ducksan Chemical Co.Ltd.，Korea)和10％二甲亚砜(Sigma，USA)相混合而制备得到混合溶剂。将占混合溶剂10wt％的PLGA溶解于该混合溶剂中，其中的PLGA由乳酸(Sigma，USA)和乙醇酸(Sigma，USA)以75∶25的比例构成，分子量为90,000-126,000Da。
将得到的溶液与粒径为150-250μm的碳酸氢铵(Junsei Chemical Co.Ltd.，Japan)以重量比9∶1相混合。将得到的混合物倒入直径为100mm的柱型盆中(Dongsung science Co.Ltd，Korea)。
部分地蒸发掉装入盆(Dongsung Science Co.Ltd，Korea)中的混合物所含的一氯甲烷(Ducksan Chemical Co.Ltd.，Korea)，从而得到半凝固的样品。
然后，将半凝固的样品浸入30％乙酸的乙醇溶液中，直到不产生泡沫。
接下来用蒸馏水洗涤得到的样品达3小时，在干燥器中干燥几天，从而得到了支架。
所制造的支架的尺寸为：直径l00mm，厚度1mm。在扫描电子显微镜(SEM，JSM-5410LV，Jeol，Japan)下观察支架，得到的图像如图3和4所示。另外，支架的实际尺寸和图像如图5所示。
图3的扫描电子显微镜(SEM)图像显示了本发明支架的表面，而图4的SEM图像显示了本发明支架具有多孔性相互连接的内表面。图5显示了本发明支架的实际图像和尺寸。
如图3所示，发现支架具有多孔性结构。如图4所示，在支架具有多孔性相互连接的内表面上形成了用于植入细胞的微孔，而这些微孔是相互连接的。
实施例2：生物组织的再生
(i)将组织细胞植入到支架上
将实施例1制造的支架切割成直径为2mm，厚度为1mm的小片。从兔分离出的软骨细胞被植入到支架小片上，植入密度为1.0×l05细胞/ml。
支架小片在37℃、含有5％浓度CO2的高湿度环境中温育约3小时，使支架小片进行交联。然后，支架小片在含有4ml的抗菌/抗真菌溶液和FBS(Sigma，USA)的DMEM(JBI，Korea)中培养3天。
(ii)在支架外表面上形成半透膜并进行组织细胞增殖
将3％藻酸钠溶液(Sigma，USA)与含4ml抗菌/抗真菌溶液和FBS(Sigma，USA)的等体积DMEM(JBI，Korea)混合。
将得到的溶液倒入50ml试管(Nunc，USA)中，该试管中装有上述步骤(i)所述的植入了软骨细胞的支架。用移液管上下吸动几次之后，将试管内的物质装载到特氟纶模具中，该模具具有所需的生物组织形态。
然后，将作为交联剂的氯化钙溶液与pH 7.4的HEPES(n-2-羟乙基)哌嗪-N′-[2-乙磺酸])，Sigma，USA)混合后，用21-规格的注射器缓慢加入到特氟纶模具中，来进行支架的凝胶化。
为使支架完全凝胶化，将得到的凝胶颗粒浸没到氯化钙溶液中达5min，用PBS(Sigma，USA)洗涤，然后转移到加了DMEM(JBI，Korea)的6-孔板上，其中DMEM含4ml的抗菌/抗真菌溶液和FBS(Sigma，USA)。
实验实施例
对细胞增殖的评价
实施例3制得的凝胶颗粒在37℃、含有5％浓度CO2的高湿度环境中，90rpm摇床搅拌下温育。每三到四天更换培养介质一次。在第7、14、21和31天，评价软骨细胞的增殖情况，用扫描电子显微镜(S-800，Hitachi，Japan)观察凝胶颗粒，同时利用闪光光谱仪(Luminescence Spectrometer LS50B，PERKIN ELMER，Great British)的荧光进行定量DNA分析。
结果如图6、7和8所示。
图6的SEM图像显示了在本发明的外表面覆有半透膜的支架上进行增殖的软骨细胞。图7的曲线图表示在本发明支架上生长的软骨细胞的DNA合成。图8的曲线图表示在本发明支架上生长的软骨细胞的粘多糖合成。
在图6中，(a)显示了温育7天的支架的表面；(b)显示了温育7天的支架中具有多孔性相互连接的内表面；(c)显示了温育14天的支架的表面；(d)显示了温育21天的支架的表面；以及(e)显示了温育31天的支架的表面。
如图8所示，软骨细胞进行粘多糖分泌，这表明软骨细胞能正常地进行增殖，同时表现出软骨组织的原有功能。
这些结果说明了软骨细胞确实附着到支架的外表面和内表面上，并进行了增殖，具有形成软骨的活性。
对支架移植到动物体内的评价
将植入了软骨细胞的支架移植到裸鼠背部的表皮下，其中该支架是由以上实施例2的步骤(ii)制造的，其外表面上具有半透膜。检测软骨细胞的增殖情况，结果见图9。
图9显示了支架先被移植到裸鼠体内，4周后取出，然后对支架进行苏木精-曙红染色，马森-三色染色和阿尔新蓝染色的结果。图9中，H&E表示苏木精-曙红染色的结果；M&E表示马森-三色染色的结果；而阿尔新蓝则表示阿尔新蓝染色的结果。
如图9所示，发现植入到外表面具有半透膜的支架上的软骨细胞在体内正常增殖。
本发明覆有半透膜的支架只允许外部的营养物渗透到支架内，从而选择性地将营养物引入到支架内，并将组织细胞产生的代谢废物排泄到支架外部。此外，对小尺寸支架进行交联使支架具有所需的生物组织形态，从而使组织细胞在整个支架上均匀增殖。
Claims (13)
1.一种用于生物组织再生的支架，它是将组织细胞植入到支架上并在支架上生长组织细胞来实现组织的再生，该支架包含在其外表面上形成的半透膜。
2.根据权利要求1所述的支架，其中，该半透膜由选自藻酸盐、多糖、壳聚糖、琼脂粉末和白明胶中的一种材料制成。
3.根据权利要求1所述的支架，其中，该包含半透膜的支架尺寸为1-3mm。
4.一种制造含半透膜的支架的方法，包括下列步骤：
将一片或多片支架装载到具有预定形状和尺寸的模具中；以及
往模具中加入半渗透剂和交联剂的混合物，使半渗透剂交联从而在每一支架的外表面上形成半透膜。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，该半渗透剂选自藻酸盐、多糖、壳聚糖、琼脂粉末和白明胶。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，该交联剂选自氯化钙、三聚磷酸盐和戊二醛。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，该模具由特氟纶制成。
8.一种制造生物组织的方法，包括：
将从被再生的组织中得到的细胞植入一片或多片支架上；
将植入了组织细胞的支架装载到具有预定形状和尺寸的模具中；
往模具中加入半渗透剂和交联剂，从而在模具中的每一片支架的外表面上形成半透膜来使支架相互连接；以及
将营养物引入到通过交联剂相互连接的支架内，使组织细胞增殖。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，该半渗透剂选自藻酸盐、多糖、壳聚糖、琼脂粉末和白明胶。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，该交联剂选自氯化钙、三聚磷酸盐和戊二醛。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，该模具由特氟纶制成。
12.一种权利要求1-3任意一项所述的含半透膜的支架制得的生物组织。
13.一种权利要求8-11任意一项所述的方法制得的生物组织。
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