[发明专利]虎杖甙修饰的胶原支架及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及组织工程支架领域，更具体地说，涉及一种胶原支架及其制备方法和应用。

背景技术

关节疾病和关节软骨损伤是人类面临的主要健康问题之一，会直接导致关节功能的障碍、劳动力的部分或全部丧失。关节疾病中最常见的是关节炎，根据最新统计数字显示美国关节炎患者达两千万之众，患病人群主要是65岁以上的老人。预计到2030年，美国社会65岁以上人口将超过七千万，占总人口的70％，而他们中的很多人都将面临患关节炎的危险。随着老龄化的加快，关节炎患者将逐年增加，治疗软骨疾病和关节软骨损伤成为临床上亟待解决的难题之一。至今为止，关节炎仍是无药可医，现在就常用的治疗方式是外科手术法。然而最近一项涉及到全球46个国家和285名知名的外科医生调查结果显示，82％的医生认为目前软骨治疗方法都是短期有效的。组织工程技术的出现及发展为软骨疾病的治疗带来了新的希望，可利用生物相容性良好的材料为主要成份，在体外培养供软骨细胞生长的三维支架。

研究表明一氧化氮(NO)是关节炎发病过程中的重要炎症介质，是一种新发现的生物信息递质，是软骨损伤的主要危害源之一，营养品中的透明质酸盐、皮质类固醇、虎杖甙对关节炎有延缓和减轻的作用，但是由于虎杖甙不溶于水，因此限制了其在组织工程支架领域的应用和发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，以组织工程的基本思想，基本理论为指导，提供一种虎杖甙修饰的胶原支架及其制备方法和应用，以生物相容性良好的胶原为主要组成，在体外培养供软骨细胞生长的三维胶原支架，并通过改性以改善虎杖甙的溶解性，为其修饰组织工程支架提供方便。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

虎杖甙修饰的胶原支架，以己二酸改性的葡聚糖修饰虎杖甙改善其溶解性，然后将葡聚糖修饰的虎杖甙与胶原混合后通过1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的交联后冻干后得到胶原为主体的支架。

首先，即步骤1，将N，N′-羰基二咪唑(CDI)活化的己二酸和葡聚糖混合反应，再将产物与N，N′-羰基二咪唑(CDI)活化的虎杖甙进行反应，得到改性的虎杖甙，具体反应原理如下：

将葡聚糖(DEX)倒入二甲基亚砜中，再将该烧瓶密封后置于80℃的油浴锅中，待DEX完全溶解，反应即可终止。

选用N，N′-羰基二咪唑(CDI)对己二酸进行活化，选用二甲基亚砜(DMSO)为溶剂，即将己二酸和CDI分别加入二甲基亚砜中(DMSO)溶解，然后混合倒入烧瓶中，置于常温20-25摄氏度下搅拌，由于该反应产生大量的气泡，故不需密封处理。待反应不再产生气泡后，将活化后的己二酸倒入上述装有DEX的容器中，常温20-25摄氏度下混合反应至少8小时，优选8-12小时，更加优选10-12小时。最后将产物装入透析袋(截留分子量为3500)，进行透析3-4天，用旋转蒸发仪蒸出已透析好的产物中的水分，进行冷冻干燥2-3天。

选用二甲基亚砜(DMSO)为溶剂，即将虎杖甙和N，N′-羰基二咪唑(CDI)分别加入二甲基亚砜中(DMSO)溶解，两者混合后在70-100℃，优选80-100℃油浴中反应至少3小时，优选5-10小时。待反应结束后，使用反应体系10倍体积的乙醚进行萃取，可以观察到溶液分别上下两层，将下层黄色透明油状物从分液漏斗下端倒入容器中待用。

称取己二酸-葡聚糖产物，用DMSO溶解后与上述待用溶液混和后，常温20-25摄氏度下反应至少12个小时，优选20-24小时。上述反应结束后，透析(截留分子量为3500)3-4天后，旋蒸。将产物置于冷冻干燥机中干燥即可的到最终产物。

其次，即步骤2，将改性虎杖甙和胶原通过1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的交联后冻干后得到胶原为主体的支架，具体反应原理如下(Liu Y，Griffith M，Matsky M.A，et al.Properties of porcine and recombinant human collagen matrices for optically clear tissue engineering applications.Biomaromolecules，2006，7(6)：1819-1828.)：