一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架、制备方法及应用

本发明涉及生物医药及组织工程材料领域，具体而言，涉及一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架、制备方法及应用。

背景技术：

1、牙周炎是一种以牙周支持组织破坏为病理特征的慢性炎症性疾病，其核心发病机制与氧化-抗氧化稳态失衡密切相关。牙周缺损区域长期处于开放、复杂且动态变化的炎症微环境中，过量累积的活性氧（reactive oxygen species，ros）不仅直接损伤组织细胞，还抑制干细胞的黏附、增殖与分化，加速生物材料的降解与生物活性丧失，严重削弱组织工程支架的修复效能。同时，牙周组织由牙槽骨、牙周膜和牙骨质三种结构和功能迥异的软硬组织构成，其功能性重建依赖于多组织的有机协同再生，而非单一组织的独立修复。

2、目前，骨源性脱细胞外基质（bone-derived decellularized extracellularmatrix，bdecm）因去除细胞免疫原性的同时保留天然组织的超微结构与功能性蛋白组分，被广泛用于牙周骨缺损修复。然而以促成骨为导向的单一再生策略虽可有效修复牙槽骨缺损，却难以同步实现牙周膜的生理功能重建，最终仍无法实现牙周软硬组织协同再生的理想目标。此外，现有bdecm支架普遍缺乏对炎症微环境的主动调控能力，难以有效清除牙周炎症微环境中过量蓄积的ros、重塑氧化还原稳态。

3、综上，现有技术尚未解决如何在复杂炎症微环境中实现氧化还原稳态并促进牙周软硬组织的协同再生，因此，针对当前bdecm衍生材料的功能局限，构建一种整合抗氧化应激与干细胞多向分化诱导的多功能修复体系，以应对炎症微环境下的牙周复合体再生挑战，具有重要的临床意义和应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架，针对现有骨源性脱细胞外基质衍生材料功能单一、缺乏炎症微环境主动调控能力且难以诱导牙周软硬组织协同再生等技术缺陷。

2、本发明的另一目的在于提供一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架的制备方法，工艺稳定、操作简便，原料来源广泛，具有良好的临床转化前景。

3、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

4、一方面，本发明实施例提供一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架包括复合基底（ecm/gel），以及负载于所述复合基底上的钼基纳米簇（mnc）；所述复合基底由骨源性脱细胞外基质（bdecm）与甲基丙烯酰化明胶（gelma）复合而成，所述钼基纳米簇分散于所述复合基底的三维多孔网络结构中。复合支架通过紫外光交联固化成型，具有三维多孔网络结构，mnc的负载对复合支架的孔隙率无影响。

5、在本发明的一些实施例中，所述甲基丙烯酰化明胶的取代度为80-90%，浓度为5-15%（w/v）；所述骨源性脱细胞外基质在所述复合基底中的添加量为5-10%（w/v）；所述钼基纳米簇在复合支架中的浓度为100-500 μg/ml（w/v）。

6、在本发明的一些实施例中，所述甲基丙烯酰化明胶的取代度为90%，浓度为10%（w/v）；所述骨源性脱细胞外基质在所述复合基底中的添加量为7%（w/v）；所述钼基纳米簇在复合支架中的浓度为300 μg/ml（w/v）。

7、另一方面，本发明实施例提供一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架的制备方法，包括以下步骤：

8、（1）将甲基丙烯酰化明胶溶于含lap的pbs溶液中，于60℃水浴加热至完全溶解，冷却至室温得水凝胶前驱体；在37℃下，加入骨源性脱细胞外基质粉末，搅拌2 h，得到复合基底；

9、（2）向步骤（1）所得复合基底中加入钼基纳米簇粉末，于37 ℃持续搅拌2 h，经紫外光交联固化，得到复合支架。

10、在本发明的一些实施例中，所述钼基纳米簇粉末的制备方法包括以下步骤：将(nh4)6mo7o24·4h2o溶于水中，加入nah2po4溶液和l-抗坏血酸溶液，搅拌后加入乙醇沉淀，经离心、透析纯化、冷冻干燥和球磨，获得钼基纳米簇粉末mnc。mnc的平均粒径为10-15 nm，呈近似球形，分散性良好；mnc通过钼元素（mo）的快速价态循环（mo5+/mo6+）实现优异的剂量依赖性的抗氧化应激能力。

11、钼基纳米簇粉末mnc的平均粒径为10 nm，呈近似球形，分散性良好；所述mnc通过钼元素（mo）的快速价态循环（mo5+/mo6+）实现优异的剂量依赖性的抗氧化应激能力。

12、在本发明的一些实施例中，所述骨源性脱细胞外基质的制备方法，来源于猪长骨干骺端松质骨，经脱细胞处理获得；包括以下步骤：将骨头切割为4 mm×4 mm×2 mm骨块，再依次进行反复冻融、甲酸脱钙、过氧乙酸消毒、triton x-100/edta-na2去脂、dnase i酶消化、冻干及低温球磨，获得骨源性脱细胞外基质粉末。

13、在本发明的一些实施例中，紫外固化的时间为20-40s。

14、第三方面，本发明实施例提供一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架在制备治疗牙周炎所致牙周软硬组织缺损的药物或医疗器械中的应用。

15、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

16、（1）本发明将mnc与ecm/gel体系相结合，构建了兼具抗氧化应激与干细胞多向分化诱导功能的mnc/ecm/gel复合支架。该支架保留了bdecm的功能性蛋白组分，同时gelma的引入改善了力学性能和可加工性，mnc的负载赋予支架高效的ros清除能力，实现了对炎症微环境的主动调控。同时，mnc的引入进一步实现了bdecm支架从单一促成骨向成骨/成韧带双谱系分化诱导的功能拓展。通过功能协同策略，解决了现有bdecm衍生材料缺乏炎症微环境主动调控能力和难以诱导牙周软硬组织协同再生的功能局限。

17、（2）通过体内动物实验证实，mnc/ecm/gel复合支架植入大鼠牙周缺损模型后，可有效清除局部过量蓄积的ros、持续缓解高氧化应激状态，并实现牙周软硬组织的协同再生，为炎症微环境下的牙周复合体再生提供了新的策略和材料基础。

18、（3）本发明制备方法工艺稳定、操作简便，原料来源广泛，具有良好的临床转化前景。

1.一种钼基纳米簇生物组织源性复合支架，其特征在于，包括复合基底，以及负载于所述复合基底上的钼基纳米簇；所述复合基底由骨源性脱细胞外基质与甲基丙烯酰化明胶复合而成，所述钼基纳米簇分散于所述复合基底的三维多孔网络结构中。

2. 根据权利要求1所述的钼基纳米簇生物组织源性复合支架，其特征在于，所述甲基丙烯酰化明胶的取代度为80-90%，浓度为5-15%（w/v）；所述骨源性脱细胞外基质在所述复合基底中的添加量为5-10%（w/v）；所述钼基纳米簇在复合支架中的浓度为100-500 μg/ml（w/v）。

3. 根据权利要求2所述的钼基纳米簇生物组织源性复合支架，其特征在于，所述甲基丙烯酰化明胶的取代度为90%，浓度为10%（w/v）；所述骨源性脱细胞外基质在所述复合基底中的添加量为7%（w/v）；所述钼基纳米簇在复合支架中的浓度为300 μg/ml（w/v）。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的钼基纳米簇生物组织源性复合支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的钼基纳米簇生物组织源性复合支架的制备方法，其特征在于，所述钼基纳米簇粉末的制备方法包括以下步骤：将(nh4)6mo7o24·4h2o溶于水中，加入nah2po4溶液和l-抗坏血酸溶液，搅拌后加入乙醇沉淀，经离心、透析纯化、冷冻干燥和球磨，获得钼基纳米簇粉末。

6. 根据权利要求4所述的钼基纳米簇生物组织源性复合支架的制备方法，其特征在于，所述骨源性脱细胞外基质的制备方法包括以下步骤：将骨块依次进行反复冻融、甲酸脱钙、过氧乙酸消毒、去脂、dnase i酶消化、冻干及低温球磨，获得骨源性脱细胞外基质粉末。

7.根据权利要求4所述的钼基纳米簇生物组织源性复合支架的制备方法，其特征在于，紫外固化的时间为20-40s。

8.一种如权利要求1-3任一项所述的钼基纳米簇生物组织源性复合支架在制备治疗牙周炎所致牙周软硬组织缺损的药物或医疗器械中的应用。