[发明专利]一种组织工程骨组织及其制备方法

说明书

本发明涉及一种组织工程化骨，具体地说关于一种组织工程骨组织及其制备方法。本发明的技术方案如下：一种Ne11‑1与VEGF稳定表达的脂肪来源间充质干细胞构建组织工程化骨，它由下列方法制得：(1)质粒介导的Ne11‑1与VEGF基因协同转染体外培养的脂肪来源间充质干细胞，并对细胞传代检测其表达情况；(2)将步骤(1)得到的细胞系与载有盐酸软骨素的胶原基骨修复材料共同培养，即获得能够稳定表达Ne11‑1与VEGF基因的组织工程骨。本发明优点表现在：Ne11‑1与VEGF基因协同修饰的添加盐酸软骨素的胶原基组织工程化骨，新骨形成效果优于BMP2、Ne11‑1或VEGF单独修饰的普通组织工程骨。

技术领域

本发明涉及一种组织工程骨，具体地说关于一种组织工程骨组织及其制备方法。

背景技术

Nel样分子I型是一种与人颅缝早闭症相关的外分泌型蛋白，近年来一系列体外及体内研究表明NELL-1更是一种非常有效的骨生长因子。与其他骨生长因子相比，NELL-1的生物学效应相对单一，其骨诱导活性也更具有特异性，同时它无法单独诱导异位骨组织形成，因此NELL-1可具有更高的生物安全性和精准性。NELL-1作为一种全新的生长因子在治疗各类骨组织缺损与骨再生方面具有广阔而良好的应用前景。研究证实NELL-1不仅能通过骨膜化骨还能通过软骨化骨的方式诱导骨再生。

骨基质主要由有机质和无机质组成。有机质中包括胶原纤维和无定形基质，其中胶原纤维约占有机质的95％骨组织中绝大多数细胞都粘附在胶原表面生长，同时胶原也维持着骨组织的韧性，扫描电镜下可见骨基质中的胶原纤维分支连结成网状无定形基质为中性和酸性黏多糖，其中以嗜碱性的4-盐酸软骨素和6-盐酸软骨素为主，它们可促进细胞粘附，提高骨组织的强度和韧性骨的无机盐是由磷酸钙形成的亚微沉淀物构成，与无机盐HAP[Ca10(PO4)6(OH)2]非常相近。在骨组织中，骨胶原纤维的抗压性和弹性较差，而HAP结晶则脆性较大，易碎裂，当两者以特定的结构结合在一起时，骨组织即拥有独特的强度和韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组织工程骨组织及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方法来实现的：选择Nell-1与VEGF基因真核表达质粒转染体外培养扩增的大鼠ADSCs，并将该细胞系复合至载有盐酸软骨素的胶原基组织工程支架。

与其他骨生长因子相比，NELL-1的生物学效应相对单一，其骨诱导活性也更具有特异性，同时它无法单独诱导异位骨组织形成，NELL-1较BMPs骨诱导作用更特异、精确。骨形态形成蛋白(BMPs)是一类强有效的骨生长因子，并已被临床应用于治疗某些类型的骨组织疾病，但BMPs的骨诱导效应除骨软骨细胞系外还可作用于多种细胞系，BMPs除能促进原位骨再生外还可单独诱导异位成骨。另一方面，BMPs参与机体包括骨组织在内的多个器官的发育过程具有多种生物学效应，因此长期大剂量使用BMPs可导致严重的副反应。

VEGF在骨愈合过程中具有重要作用，它能与血管内皮细胞表面的特异性受体结合，一方面可以促进内皮细胞增殖、迁移；另一方面增加局部毛细血管通透性，使纤维蛋白原渗出，于周边形成凝胶样基质，可支持并诱导毛细血管长入。在骨缺损的修复过程中，VEGF对其他因子来说是一个调节因子，阻断bFGF和BMP的血管生成作用，并且，还可阻断OPG-1(BMP-7)所引起的骨细胞的分化诱导作用，反之大多数骨诱导因子可以促进VEGF产生。因此，VEGF可以修复骨缺损部位的血运，并促进或阻断其他生长因子的表达，从而达到控制骨修复相关生长因子的作用。

脂肪来源的间充质干细胞获得方式简单，痛苦较小，具有调节固有免疫系统的能力，比其他细胞免疫原性低，具有抑制对供体细胞的免疫应答作用。比骨髓来源的间充质干细胞更适合用于组织工程的种子细胞。