[发明专利]改性细胞外基质水凝胶及其制备方法和应用、组织工程材料

说明书

本发明提供了一种改性细胞外基质水凝胶及其制备方法和应用、组织工程材料，涉及水凝胶技术领域。该改性细胞外基质水凝胶主要由细胞外基质水凝胶和接枝有透明质酸的纳米纤维混合得到，经透明质酸改性的纳米纤维和细胞外基质水凝胶具有良好的生物相容性和良好的细胞亲和性能，并且前者可以作为水凝胶的骨架以增强细胞外基质水凝胶的机械性能，缓解了现有技术中存在的缺乏一种既具有良好的力学性能，又具有良好的生物相容性和生物活性的水凝胶问题。

技术领域

本发明涉及水凝胶技术领域，尤其是涉及一种改性细胞外基质水凝胶及其制备方法和应用、组织工程材料。

背景技术

水凝胶是一种具有优越力学性能的高分子聚合物，其内部的多孔网络结构有利于细胞的附着与迁移，本身富含大量的水分，可在液态时填充于缺损部位，在体温的作用下形成半固态的胶体，从而减少植入体内后造成的二次损伤。

细胞外基质(extracellular matrix，ECM)是由大分子构成的生物网络结构，是通过理化方法去除生物体组织中的细胞成分后的天然生物衍生材料，主要成分有胶原蛋白、非胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖、氨基聚糖以及部分天然组织中的生物活性物质，能够为细胞生长提供物理支持和适宜的场所，促进细胞的粘附、生长、增殖和分化和损伤组织器官的再生。

由细胞外基质构成的水凝胶中富含大量的细胞外基质成分，可为组织修复提供大量的营养物质，内部呈现的多孔网状结构有助于再生细胞的附着和迁移，温敏的特性可在体温的作用条件下凝胶成型，利于附载药物的靶向递送和缓控释放，且在体内易于降解不会引起强烈的免疫排斥反应。单纯由细胞外基质制成的水凝胶虽然有良好的生物相容性和生物活性，但是其存在质地柔软，体内成胶无法塑形，且植入体内后容易降解的问题。

脊髓损伤主要是由交通事故、高空跌落和暴力等原因造成的脊髓内部灰质、白质和脊神经纤维束的结构破坏，进而出现损伤平面以下运动和感觉功能的障碍，并伴随排尿、排便和性功能的丧失和疼痛综合征的困扰，严重影响病人的生活质量。据世界卫生组织统计，全球每百万人约10-40的人会出现脊髓损伤，且在我国，目前脊髓损伤病人已远超200万并以每年10-14万病例的速度增长，主要以青壮年患者居多。巨额的医疗支出给家庭和社会带来了沉重的经济负担。

目前在临床上促进脊髓损伤修复的治疗方法主要包括减压、脊柱固定和康复训练，这些方法虽能部分改善患者的运动和感觉功能的恢复，但无法实现病人自主神经功能的完全恢复。通过皮质类固醇、东莨菪碱、利尿剂等临床用药也只能针对病人的特定症状或并发症进行治疗。细胞外基质水凝胶可移植至脊髓损伤部位，以促进细胞和组织的再生，可是由于天然细胞外基质水凝胶质地柔软，体内成胶无法塑形，且植入体内后容易降解而导致治疗效果不佳。

因此，一种具有良好的力学性能，同时又能够保持细胞外基质水凝胶良好的生物相容性和生物活性的改性细胞外基质水凝胶是目前需要的。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种改性细胞外基质水凝胶，缓解了现有技术中存在的缺乏一种既具有良好的力学性能，又具有良好的生物相容性和生物活性的水凝胶的问题。

本发明的第二目的在于提供一种上述改性细胞外基质水凝胶的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种上述改性细胞外基质水凝胶，上述改性细胞外基质水凝胶的制备方法，或上述制备方法制备得到的改性细胞外基质水凝胶在制备组织工程材料中的应用。

本发明的第四目的在于提供一种组织工程材料，该组织工程材料包含上述改性细胞外基质水凝胶，或上述制备方法制备得到的改性细胞外基质水凝胶。

为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种改性细胞外基质水凝胶，所述改性细胞外基质水凝胶包括细胞外基质水凝胶和接枝有透明质酸的纳米纤维。