[发明专利]一种仿生多孔MSCs微球的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种仿生多孔MSCs微球的制备方法及其应用，采用海藻酸钠作为高分子材料，通过电喷微流控技术制备包裹脐带间充质干细胞的微球，加入纳米纤维素和聚乙烯氧化物改善了微球的孔隙结构；在多孔细胞微球添加偶联剂EDC和NHS后能够通过酯键粘附于体内，增加了粘附性能。本发明采用微流控电喷技术，不仅可以实现微载体复杂结构的制备，而且能够通过调整不同参数精准控制液滴尺寸并制备单分散微载体，既能提高MSCs微球在体内半衰期又不降低其免疫调节能力，进一步改善了一般的MSCs治疗方案，使得MSCs移植便于转化为临床应用，制备的仿生多孔MSCs微球在组织再生和自身免疫性疾病领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术领域，具体涉及一种仿生多孔MSCs微球的制备方法及其应用。

背景技术

间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSCs）来源广泛，它存在于多种组织如骨髓、脐带血和脐带组织、胎盘组织、脂肪组织等，具有多向分化、造血支持、组织修复及免疫调节等生物特性，已被临床应用于治疗移植抗宿主病（GVHD）、缺血性脑病、缺血性心脏病、终末期肝脏疾病等，疗效满意。目前大部分临床或者临床前研究都是体内静脉注射MSCs细胞悬液，因此面临诸多问题，首先不同来源的MSCs具有异质性，这些差异妨碍MSCs的治疗效果。其次，MSCs在体内存在时间极短，注入的细胞通过旁分泌因子对宿主环境产生短暂的影响，况且多次输入MSCs价格昂贵。

近年来，生物材料学的发展为MSCs移植治疗开拓了新思路，使MSCs移植广泛应用于临床成为可能。使用生物材料对细胞进行包裹即形成细胞微载体，通过对生物材料进行设计，可允许营养成分、氧气和细胞代谢物进行交换，但阻止大分子抗体或免疫细胞进入，可实现细胞增殖并达到免疫逃逸的目的。水凝胶是最常见的干细胞递送载体，然而大面积的水凝胶不利于MSCs与外界进行营养物质的交换和生物因子的释放，进而对细胞增殖和功能产生影响。微流控技术是目前常用的细胞微载体制备方法，利用双乳相制备细胞胶囊，细胞分散在海藻酸钠溶液中作为内相，外相为油相。这种常规的乳液包裹，可以精准的控制包裹尺寸，但是在去除油相的同时会对材料的效果产生干扰，而且在液滴中包裹的细胞存活率极低。目前，微流控技术可精准的控制干细胞的包裹，然而，由于缺乏对凝胶材料的有效设计，在实际应用中面临诸多问题。首先，对干细胞的包裹技术主要是通过油相，这种常规的乳液包裹，在去除油相的同时对材料的效果会产生干扰，同时细胞的存活率极低；其次，由于缺乏对水凝胶材料组分的创新和设计，制备水凝胶包裹干细胞没有孔洞，不利于干细胞的增殖和营养物质的运输；再次，由于制备的水凝胶缺乏粘附性能，植入体内后造成易位，不利于MSCs发挥治疗作用。

发明内容

本发明的目在于针对现有技术的不足，提供一种采用电喷微流控技术制备仿生多孔MSCs微球的方法，对MSCs细胞进行包裹，实现了免疫逃逸，增加了在体内的存在时间，提高了MSCs的治疗效果。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种仿生多孔MSCs微球的制备方法，包括如下步骤：

S1：分别取海藻酸盐和聚氧化乙烯溶于双蒸水中，在37℃下搅拌2小时，得到完全溶解的海藻酸盐溶液和聚氧化乙烯溶液；

S2：将步骤S1制备得到的海藻酸盐溶液和聚氧化乙烯溶液混合，然后向混合的溶液中加入培养好的脐带间充质干细胞，并加入1%质量浓度的纳米纤维素，制备形成先驱液；

S3：将步骤S2制备的先驱液通过微流控电喷装置喷洒到多聚赖氨酸溶液中，凝固制备形成细胞微载体；

S4：分别取1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺置入NaCl溶液中，控制pH为5.2，制备得到偶联剂溶液；

S5：将步骤S3的得到的细胞微载体置于步骤S4制备的偶联剂溶液中，静置2min，得到仿生多孔MSCs微球。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：