【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，属于生物医疗材料。
技术介绍
1、骺板，又称生长板，是未成熟长骨末端控制骨骼纵向生长的软骨区域。作为儿童生长发育过程中重要的生理结构，这片区域在各种因素作用下容易出现损伤，如骨折、感染、肿瘤及其他医源性损伤等。然而骺板自身修复能力有限，损伤的骺板组织正常生理结构消失，骨骺和干骺端之间在血流循环紊乱等因素的作用下被骨组织修复，进而形成骨性连接，即为骨桥。根据骨桥的产生部位及面积可导致不同程度的肢体短缩、生长阻滞、成角或旋转畸形，甚至造成关节功能退化等远期并发症，给儿童的身心健康带来巨大影响。
2、目前国内外相对认可的骨桥治疗方式为骨桥切除术，并使用材料填补缺损区域，抑制骨桥再形成，以期恢复骺板组织正常的生理结构和纵向生长功能。然而传统填充材料，如自体脂肪、肌肉等生物材料和骨水泥、骨蜡和多聚体硅胶等非生物材料，不具备生长能力，使这种治疗方法成功率较低，71％的患儿后期需要接受截骨矫形或肢体延长等手术，仅在治疗小面积(<30％)的骺板损伤中取得了一定的临床效果。
3、根据临床治疗骺板损伤的迫切需求，当前的研究重点是寻找具有生物再生活性的填充材料，不仅能在骺板损伤早期填充损伤部位，促进骺板软骨再生，阻止中晚期生成骨桥，减轻患儿肢体的畸形程度，还能在骨桥切除术后，填补缺损区域，阻止骨桥复发，恢复骺板组织正常结构和生理功能。随着组织工程技术发展，组织工程化骺板软骨已成为修复骺板软骨损伤的有效策略，研究核心是“种子细胞+生物活性因子+支架材料”的三元
4、数量充足的种子细胞是组织再生的物质基础。骨髓间充质干细胞(bone marrowmesenchymal stem cells，bmscs)是一类存在于骨髓中的多潜能干细胞，具有自我更新能力、多向分化潜能和免疫调节功能，使其成为组织工程和再生医学领域的重要研究对象和临床应用细胞。作为种子细胞所移植的bmscs常因骺板损伤区域病理微环境导致存活率低和非治疗目的性分化。此外干细胞治疗的致瘤和疾病传播风险、保存运输不便等应用和科学问题以及各国对干细胞移植的监管政策，也限制了基于bmscs的组织工程化骺板软骨的发展。
5、近年来的证据表明bmscs可能是通过其旁分泌的外泌体(exosome,exo)介导组织修复与再生。来源于bmscs的exo具有与bmscs相似的生物学功能，脂质外膜可以保护其所包裹的各种生物活性分子，如micrornas、mrnas和蛋白质等，抵达受体细胞，参与多种生理或病理过程。相比于生物活性因子的外部刺激，外泌体能够介导的多条信号通路协同修复骺板损伤，并改善骺板天然病理微环境。应用exo治疗可对其剂量进行精准把控，储存和运输要求更低。因此，外泌体介导的“无细胞”组织工程在修复骺板软骨损伤中备受青睐。
6、另一方面，支架材料提供符合天然骺板组织的生长微环境，是新生组织形成的模板。细胞外基质来源的天然生物材料以其生物相容性好、生物活性高、降解产物无毒性等优点成为备受关注的组织工程支架材料。脱细胞软骨基质(acm)作为细胞外基质衍生物之一，去除了具有免疫原性的细胞等成分，保留与细胞增殖、迁移、粘附等相关的生物活性物质，能够提供软骨再生的特异性微环境，是理想的软骨再生支架材料之一。
7、要将acm应用于骺板软骨修复上，我们必须克服几个挑战：(1)将acm制备成适合软骨再生的三维(3d)多孔支架，并具有与目标再生组织相匹配的适当力学性能和降解速率；(2)骺板缺损往往狭窄且形状不规则，基于acm衍生的生物材料必须易加工成不同形貌的水凝胶支架材料，可方便填充术后缺损；(3)基于acm衍生的生物材料能成功修复骺板缺损，并恢复骺板生物功能。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供了一种可抑制骨桥形成、促进骺板软骨再生修复的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用。
2、技术方案：本专利技术所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，所述水凝胶由甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质、甲基丙烯酰化明胶和外泌体混合制备得到，所述外泌体浓度为25μg/ml～75μg/ml。
3、其中，所述甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质和甲基丙烯酰化明胶体积比为1:1。
4、其中，所述外泌体来源于大鼠骨髓间充质干细胞。
5、其中，所述水凝胶还包括光引发剂。
6、其中，所述光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂。
7、其中，所述水凝胶的制备方法包括以下步骤：
8、(1)取动物软骨，制备成脱细胞软骨基质；用甲基丙烯酸酐对脱细胞软骨基质进行化学修饰，即得甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质；分别用甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质和甲基丙烯酰化明胶配置成对应的预聚溶液后混合，得到复合预聚溶液；
9、(2)从大鼠骨髓间充质干细胞中提取外泌体；
10、(3)将步骤(1)制备的复合预聚溶液与步骤(2)提取的外泌体混合，所述外泌体浓度为25μg/ml～75μg/ml，即得可注射型仿生水凝胶。
11、其中，步骤(1)中所述预聚溶液使用pbs缓冲液配置。
12、其中，步骤(1)中所述预聚溶液中甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质/甲基丙烯酰化明胶的质量百分比为10wt％。
13、其中，步骤(1)中所述预聚溶液中还包括光引发剂。
14、其中，步骤(2)中提取外泌体所用方法为差速超速离心法。
15、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下突出的显著优点：本专利技术的可注射型仿生水凝胶通过模拟天然骺板细胞外基质和局部缓释外泌体，可有效调节病理微环境，抑制骨桥形成的同时促进骺板软骨再生修复，制备方法简单、可操作性强，为临床治疗骺板损伤修复提供新的软骨组织工程策略。
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1.一种可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述水凝胶由甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质、甲基丙烯酰化明胶和外泌体混合制备得到，所述外泌体浓度为25μg/mL～75μg/mL。
2.根据权利要求1所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质和甲基丙烯酰化明胶体积比为1:1。
3.根据权利要求1所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述外泌体来源于大鼠骨髓间充质干细胞。
4.根据权利要求1所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述水凝胶还包括光引发剂。
5.根据权利要求4所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂。
6.根据权利要求1所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述水凝胶的制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，步骤(1
8.根据权利要求6所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，步骤(1)中所述预聚溶液中甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质/甲基丙烯酰化明胶的质量百分比为10wt％。
9.根据权利要求6所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，步骤(1)中所述预聚溶液中还包括光引发剂。
10.根据权利要求6所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，步骤(2)中提取外泌体所用方法为差速超速离心法。
...【技术特征摘要】
1.一种可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述水凝胶由甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质、甲基丙烯酰化明胶和外泌体混合制备得到，所述外泌体浓度为25μg/ml～75μg/ml。
2.根据权利要求1所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述甲基丙烯酰化脱细胞软骨基质和甲基丙烯酰化明胶体积比为1:1。
3.根据权利要求1所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述外泌体来源于大鼠骨髓间充质干细胞。
4.根据权利要求1所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述水凝胶还包括光引发剂。
5.根据权利要求4所述的可注射型仿生水凝胶在制备骺板修复材料中的应用，其特征在于，所述光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷...
【专利技术属性】
技术研发人员：司鑫鑫，张全，郑朋飞，柏欣瑜，朱刘丹，强磊，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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