制備用于組織工程、細胞培養(yǎng)和細胞傳遞的多孔支架的方法
【專利說明】串臨用于組織工程、細胞培養(yǎng)和細胞傳遞的多孔支架的方 法
[0001] 本申請是申請日為2008年10月10日、申請?zhí)枮?00880111763. 6、發(fā)明名稱為"制 備用于組織工程、細胞培養(yǎng)和細胞傳遞的多孔支架的方法"的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發(fā)明設及制備用于組織工程的多孔支架的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供由 上述方法得到的多孔支架，W及其在組織工程、細胞培養(yǎng)和細胞傳遞中的應用。
【背景技術】
[0003] 組織工程通常定義為通過將細胞接種于適于移植的支架上或支架內而產生組織 或器官等效物。所述支架必須為生物兼容的，細胞必須能夠在所述支架上結合并增生擴散 從而使其形成組織或器官等效物。該些支架可W認為是用于體內或體外細胞生長的基底。
[0004] 理想的生物兼容支架的性質應包括體內或體外支持細胞生長的能力，支持多種細 胞類型或細胞譜系生長的能力，被賦予所需不同彈性或剛性的能力，具有不同程度的生物 兼容性的能力，不引起二次傷害而引入體內理想位置的能力，作為載體或儲存體用于傳送 藥物或生物活性物質至所需作用位置的能力。
[0005] 目前已使用了不同的支架材料用于引導組織再生和/或作為生物兼容表面。在許 多情況下，生物可降解聚合物材料是優(yōu)選的，因為支架隨著時間降解，最終細胞支架結構整 體被細胞所取代。在可用作支持細胞生長或再生的支架材料中，包括了凝膠體、泡沫材料、 薄片W及不同形式和形狀的許多多孔微粒結構。
[0006] 在已公開的可用于組織工程或培養(yǎng)的多種天然聚合物中，可W列舉細胞外基質不 同組成，包括纖維連接蛋白、不同類型的骨膠原W及昆布氨酸，W及角蛋白、纖維蛋白和纖 維蛋白原、透明質酸、硫酸肝素、硫酸軟骨素等。
[0007] 其他使用的常用的聚合物包括聚（丙交醋-共聚-己交醋）（PLG)。PLG為水化 降解聚合物，經(jīng)抑A批準用于體內，機械性強。（Thomson RC，Yaszemski MJ，Powers JM， Mikos AG. Fabrication of biodegradable polymer scaffolds to engineer trabecular bone. J Biomater Sci Polym Ed. 1995 ;7(1) ;23-38;Wong WH. Mooney DJ. Synthesis and properties of biodegradable polymers used as synthetic matrices for tissue engineering. In ；Atala A，Mooney DJ，editors ;Langer 民，Vacanti JP，associate editors. Synthetic biodegradable polymer scaffolds. Boston ;Birkhauser ; 1997. p. 51-82)然而，它們是輸水的，典型地在相對劇烈的條件下形成，使得要素結合和活細胞卡 壓具有潛在的挑戰(zhàn)性。
[000引另外，多種水凝膠、一類高度水化的聚合物材料（水的質量含量超過30%)用作了 支架材料。它們由親水聚合物鏈構成，所述聚合物鏈為合成或天然的。所述水凝膠的結構 整體性基于聚合物鏈間通過不同的化學鍵和物理作用形成的交聯(lián)。
[0009] 例如，美國專利US6586246公開了一種制備多孔水凝膠支架的方法，所述支架可 用作組織工程或培養(yǎng)基質的支持物。該方法包括W下步驟；a)將生物可降解的合成聚合物 溶于有機溶劑中，制備高粘度的聚合物溶液；b)在該溶液中加入致孔劑（porogen agent); c)將聚合物誘鑄在模中；d)去除有機溶劑；e)將不含有有機溶劑的聚合物/鹽凝膠漿浸沒 在熱的水性溶液或酸溶液中，使鹽在室溫下冒泡形成多孔支架。然而，該制備多孔水凝膠的 方法設及使用有機容積與合成聚合物，使得該方法與生物和治療目的不兼容。
[0010] 因此，亟需開發(fā)一種制備多孔支架基質的方法，可用于生物和治療的目的。

【發(fā)明內容】

[0011] 因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種制備多孔支架的方法，包括下列步驟：
[0012] a)制備堿性水溶液，包含一定量的至少一種多糖，一定量的交聯(lián)劑和一定量的致 孔劑；
[0013] b)將所述溶液放置在約4°C -約8°C下一段足夠的時間，使得所述量的多糖交聯(lián)， 從而將所述溶液轉化為水凝膠；
[0014] C)將所述水凝膠浸沒在水性溶液中；
[0015] d)洗漆C)中得到的多孔支架。
[0016] 本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述方法得到的多孔支架。
[0017] 本發(fā)明的另一目的是提供本發(fā)明所述多孔支架在組織工程、細胞培養(yǎng)和細胞傳遞 中的應用。
[001引定交
[0019] 此處所用的術語"多糖"是指包括兩個或多個單糖單元的分子。
[0020] 此處所用的術語"堿溶液"是指具有pH大于7的溶液。
[0021] 此處所用的術語"酸溶液"是指具有pH小于7的溶液。
[0022] 此處所用的術語"水溶液"是指溶劑為水的溶液。
[0023] 此處所用的術語"交聯(lián)"是指通過共價鍵將一個聚合物鏈與另一個聚合物鏈鏈接。
[0024] 此處所用的術語"致孔劑"是指任意固體劑，能夠在固體結構中形成孔。
[0025] 此處所用的術語"支架"定義為半固體體系，包括一種或多種多糖鏈的=維網(wǎng)絡。 基于所采用的多糖（或多種多糖）的性質，W及基于網(wǎng)絡的性質和密度，該些平衡態(tài)的結構 能夠包括不同量的水。
[0026] 術語"交聯(lián)劑"包括能夠在本發(fā)明的多糖鏈間引起交聯(lián)的任意制劑。
[0027] 此處所用的"生物可降解"是指在體內降解為無毒化合物，所述無毒化合物可W被 排出或進一步新陳代謝。
[002引《孔專架及其制各方法
[0029] 本發(fā)明的第一個目的設及制備多孔支架，包括下列步驟：
[0030] a)制備堿性水溶液，包含一定量的至少一種多糖，一定量的共價交聯(lián)劑和一定量 的致孔劑；
[0031] b)將所述溶液放置在約4-約8°C下一段足夠的時間，使得所述量的多糖交聯(lián)，從 而將所述溶液轉化為水凝膠；
[0032] C)將所述水凝膠浸沒在水溶液中；
[0033] d)洗漆C)中得到的多孔支架。
[0034] 在本發(fā)明中，可W使用任意類型的多糖。合成或天然的多糖可用于本發(fā)明。例如， 合適的天然多糖包括但不限于右旋糖巧、瓊脂、褐藻酸、透明質酸、菊粉、支鏈淀粉、肝磯脂、 巖藻依聚糖、殼聚糖、小核菌葡萄聚糖、凝膠多糖、淀粉、纖維素及其混合物。可用于制備理 想的多糖的單糖包括但不限于核糖、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、山梨糖、山梨糖醇、甘露 醇、艾杜醇、己六醇及其混合物。可W包括化學修飾的帶有如酸基（駿酸、硫酸、磯酸）、氨基 (己胺、二己胺、二己氨基己胺、丙胺）、輸水基團（烷基、芐基）的多糖。許多該些化合物為 商品，女曰 Sigma-Alrich(St. Louis，Michigan，US)。
[0035] 優(yōu)選的多糖的平均分子質量為約10000道爾頓-約2000000道爾頓，更優(yōu)選為約 10000道爾頓-約500000道爾頓，最優(yōu)選的為約10000道爾頓-約200000道爾頓。
[0036] 在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明使用的制備支架的多糖為中性多糖如右旋糖 巧、瓊脂、支鏈淀粉、菊粉、小核菌葡萄聚糖、凝膠多糖、淀粉、纖維素或它們的混合物。在一 個優(yōu)選的實施例中，支鏈淀粉和右旋糖巧的混合物用于制備本發(fā)明的支架。例如，所述混合 物含有25%的右旋糖巧和75%的支鏈淀粉。
[0037] 在本發(fā)明另一個實施例中，本發(fā)明使用的制備支架的多糖為帶正電荷的多糖，如 殼聚糖、DEAE-右旋糖巧及其混合物。
[003引在本發(fā)明另一個實施例中，本