[发明专利]一种治疗软组织损伤的可注射水凝胶细胞支架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种治疗软组织损伤的可注射水凝胶细胞支架材料及其制备方法和应用，所述水凝胶内包覆有通过化学偶联反应负载在其上的释放生物大分子/免疫调节/抗氧化药物的具良好生物相容性的微米粒子/偶联在天然来源大分子上的生长因子。本发明注射水凝胶具有良好的生物相容性，与细胞疗法兼容，在损伤部位局部精确释放生物大分子/免疫调节/抗氧化药物/生长因子，阻止了脊髓损伤后囊性空腔的形成，减轻了神经炎症导致的二次损伤，保护了残留的脊髓神经组织和轴突，减少了胶质瘢痕组织的形成，促进移植细胞的存活与分化，为本体神经轴突的再生提供了一种可穿透性的细胞外基质环境，进而促进生理功能的恢复，可用于脊髓等软组织损伤的修复。

技术领域

本发明涉及软组织修复工程技术领域，具体涉及一种治疗脊髓损伤的可注射细胞载体水凝胶的制备及应用。

背景技术

脊髓损伤(SCI)是一种严重致残性疾病，往往导致损伤节段以下肢体严重的生理功能障碍。脊髓损伤是脊柱损伤最严重的并发症，通常伴随着损伤节段以下的肢体严重功能障碍。SCI不仅会给患者本人带来身体和心理的严重伤害，还会对整个社会造成巨大的经济负担。以干细胞为基础的组织工程技术，为修复受损的脊髓促进功能恢复带了希望(Koffleretal.,2019/02,Nat.Med.)。但是，由于脊髓损伤急性期会在损伤部位分泌大量炎性因子，杀死移植的干细胞，降低干细胞移植的疗效。人工合成的干细胞支架材料，能抑制炎性反应，改善损伤部位抑制神经再生的微环境，提高移植干细胞的存活率，使其发挥更好的功效。但是这些人工合成的材料存在组织相容性差和细胞毒性比较大的问题，不适合用于干细胞支架材料，阻碍了它们在临床上的应用。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供是一种治疗中枢神经损伤的可注射细胞载体水凝胶及其制备方法。该水凝胶可以同时负载不同的干细胞如间充质干细胞(MSCs)，具有生物相容性好，细胞毒性低等优点。水凝胶注射可以让脊髓受损后的动物运动功能恢复达到一个较高的水平。本发明开发了一种生物相容性良好的可精确缓释药物及生长因子的可注射细胞载体水凝胶体系，有望用于中枢神经损伤的临床治疗。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种治疗软组织损伤的可注射水凝胶细胞支架材料，以X基团修饰过的天然分子与多臂聚乙二醇-Y通过点击化学反应得到用于病灶原位形成水凝胶支架的聚合物，所述聚合物还负载有纳米/微米粒子和生长因子，所述纳米/微米颗粒负载有免疫调控药物和/或抗氧化药物、和/或DNA、RNA、多肽、蛋白质或外泌体生物大分子；

所述X修饰过的天然分子与多臂聚乙二醇-Y进行点击化学反应的官能团对X与Y选自巯基与马来酰胺基、巯基与烯、叠氮与炔环、共轭双烯与取代烯烃、醛与酰肼、四嗪与降冰片烯、或四嗪与异腈；

所述多臂聚乙二醇-Y，为2-臂聚乙二醇-Y、3-臂聚乙二醇-Y或3-臂聚乙二醇-Y；

所述多臂聚乙二醇-Y中聚乙二醇的聚合度n为1-1000；

所述天然分子为明胶、胶原蛋白、透明质酸或其钠盐或海藻酸钠。

作为优选方案，所述纳米/微米粒子选自反应基团修饰过的高分子微米/纳米粒子和/或脂质体中一种或多种的混合。

作为优选方案，所述纳米/微米粒子采用聚乙烯、聚乳酸或脂质体粒子中的一种或多种的混合。

作为优选方案，所述免疫调控类和/或抗氧化类药物为甲基强的松龙(MP)、甲基泼尼松龙琥珀酸钠(MPSS)、异丙嗪、地塞米松、氢化可的松、布洛芬、羟基保泰松、环孢菌素A、藤霉素、硫唑嘌呤、6-巯基嘌呤、环磷酰胺、他克莫司(KF506)、雷帕霉素、霉酚酸脂、茶多酚(TP)、生育酚、丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、DNA、RNA、多肽、蛋白质、外泌体生物大分子中一种或多种的混合。