[发明专利]同种异体骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及组织工程领域，特别涉及一种同种异体骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨及其应用。

背景技术

因创伤、感染、肿瘤、先天性畸形等原因造成的骨缺损临床常见，目前的治疗方法主要包括自体骨移植、异体骨移植、人工骨替代品填充等，但都存在一些不足之处，如自体骨移植存在着供骨区损伤、来源及数量有限等问题；异体骨移植其骨愈合过程缓慢且多存在不同程度的排斥反应，同时还存在较高的传染性疾病传播的可能；人工骨替代品由于缺乏骨诱导能力而骨缺损修复能力欠佳。而组织工程骨技术没有供骨区损伤，不受形状、来源及数量限制，是真正意义上的活骨移植，骨愈合速度快且免疫反应低，同时还可以按临床需要预制不同形状，为骨缺损这一临床医学难题的解决开辟了新的途径。目前自体骨髓间充质干细胞（BMSCs）是组织工程骨构建过程中理想的种子细胞，然而自体骨髓中骨髓间充质干细胞的数量随着年龄的增长而逐渐减少；临床上骨缺损患者又大都处于不同的疾病状态，以及射线、药物等治疗措施的应用，可能会不同程度的影响骨髓间充质干细胞的增殖能力和多向分化潜能；患者自体骨髓间充质干细胞经历体外分离培养和组织工程骨构建等过程，也可能会延误疾病的最佳治疗时间，从而限制了组织工程骨的临床应用。近年来研究发现，同种异体骨髓间充质干细胞具有低免疫原性特性，而且在体内具有免疫调节功能，使得同种异体骨髓间充质干细胞能够成为骨组织工程的种子细胞，解决自体骨髓间充质干细胞在临床应用过程中存在的问题，有望成为将来组织工程领域发展的趋势，具有广阔的发展前景和临床应用价值。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，构建一种由同种异体骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨，本发明的另一目的就是提供该组织工程骨修复哺乳类动物的骨缺损的用法。

本发明的一种同种异体骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨，包括生物可降解材料和同种异体骨髓间充质干细胞。

所述同种异体骨髓间充质干细胞来源于同种异体健康青壮年人或动物骨髓血，其来源部位没有特殊限制，可取自髂骨、胸骨等部位。

所述同种异体骨髓间充质干细胞为体外培养原代至第6代的成体骨髓间充质干细胞。这一阶段骨髓间充质干细胞具有较强的增殖能力和分化能力。

所述同种异体骨髓间充质干细胞为液态细胞混悬物，细胞含量为1×10⁶个/ml～1×10⁸个/ml。优选浓度为20×10⁶个/ml，接种体积没有特别限制，根据所采用的不同类别可降解材料及其体积而不同，以该固体材料能够吸附细胞混悬液的饱和体积为准。

所述同种异体骨髓间充质干细胞向成脂、成骨、成软骨方向诱导。经全血培养法或密度梯度离心法获得的供体骨髓间充质干细胞经成脂、成骨、成软骨诱导鉴定，其中成骨诱导后表达Ⅰ型胶原、OCN（骨钙素）、ALP（碱性磷酸酶）。

所述的生物可降解材料包括天然无机材料、天然有机材料、天然骨衍生材料、人工合成无机材料、人工合成有机材料。

所述天然无机材料包括珊瑚、珊瑚羟基磷灰石、煅烧骨；天然有机材料包括胶原、壳聚糖；天然骨衍生材料包括冻干骨、脱钙骨、脱蛋白骨、脱细胞骨、冷冻干燥骨、深低温骨、冷冻脱钙骨；人工合成无机材料包括羟基磷灰石、β-磷酸三钙、生物活性玻璃陶瓷、纳米生物陶瓷；人工合成有机材料包括人工珊瑚、聚乙醇酸、聚乳酸、聚乙酸内酯。

优选的医学上可接受的生物可降解材料为人工珊瑚、珊瑚羟基磷灰石、β-磷酸三钙。

一种同种异体骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨的制备方法，包括以下步骤：

1）根据受体骨缺损大小及形状，利用生物可降解材料做成支架材料，支架材料具有与需修复的骨缺损部位相匹配的形状；

2）将同种异体骨髓间充质干细胞混悬物均匀浸满整个支架材料，反复交替吸取支架材料上的细胞混悬物，以确保接种均匀，然后成骨诱导液中培养1～4周，使骨髓间充质干细胞诱导分化成成骨细胞，形成含成骨细胞的细胞-支架材料复合物，植入体内便为由同种异体骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨。

所述成骨诱导液包括低糖DMEM，10%胎牛血清,100mg/ml链霉素,100U/ml青霉素,β-甘油磷酸钠10mmol/L,地塞米松10nmol/L,维生素C50mg/L。

本发明的一种同种异体骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨用于修复人或动物骨组织缺损或畸形。