[发明专利]一种用于治疗或预防宫腔粘连的3D打印水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于治疗或预防宫腔粘连的3D打印水凝胶的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸化明胶、甲基丙烯酸化胶原蛋白和光引发剂加入去离子水中，混合均匀，制得打印墨水；用3DS Max软件设计模型，将模型导入3D打印机控制软件；将打印墨水和人羊膜间充质干细胞转移至3D打印机的挤出筒内，打印制得水凝胶初品，然后用蓝光照射固化所述水凝胶初品，得到用于治疗或预防宫腔粘连的3D打印水凝胶。本发明的3D打印水凝胶具有优异的生物相容性和原位交联能力，机械性能、溶胀性能和降解性可控，细胞包封效率高，可将hAMSC负载于水凝胶内部，并实现hAMSC的可控释放，在体外连续释放7天以上，利用hAMSC有效治疗或预防宫腔粘连。

技术领域

本发明属于医用生物材料技术领域，具体涉及一种用于治疗或预防宫腔粘连的3D打印水凝胶及其制备方法。

背景技术

宫腔粘连(IUA)被称为Asherman综合征，是指由于人工流产，刮宫等因素引起的子宫内膜基底层损伤，导致子宫腔和子宫颈管的局部或完全粘连。IUA的临床表现主要为月经量少、反复流产和闭经等，严重损害女性的生殖健康。

随着宫腔镜技术的发展，宫腔镜电切除术具有微创、安全和有效的治疗优点，已成为治疗IUA的优先选择。但是，术后伤口渗出、感染等问题导致继发IUA的复发率仍然很高。因此，在进行宫腔镜电切除术后，加强子宫内膜修复和防止再粘连仍是目前IUA治疗的重点。

目前，干细胞疗法已成为治疗组织损伤和纤维化的新方法，作为促进子宫内膜修复和再生的新有效方法而受到了广泛关注。研究表明，骨髓来源的造血干细胞(BMDSCs)移植可以改善IUA模型小鼠的生育能力，可以修复受损的子宫内膜。BMDSCs可以在体内分化为子宫内膜组织。人类经血来源的间充质干细胞(hEnSCs)可以修复受损的子宫内膜，诱导血管生成并增强子宫内膜受损小鼠的生育能力。脂肪来源的干细胞(ADSCs)可以促进子宫内膜细胞和肌肉细胞的再生以及血管生成，通过将细胞移植到局部切除的子宫中而获得更好的妊娠结局。人脐带来源的间充质干细胞(hUC-MSC)可能通过抑制过度纤维化和炎症并增强子宫内膜细胞增殖和血管重塑而在大鼠慢性子宫内膜损伤中发挥治疗作用。其中具有显著可塑性的人羊膜间充质干细胞(hAMSC)是一种具有自我复制和多向分化潜能的成年干细胞。hAMSC分泌的细胞因子具有抗炎、抗纤维化、促进血管生成和促进细胞生长的作用，有望成为治疗子宫粘连的新方法。研究表明，hAMSC可以促进大鼠子宫内膜的修复，证明了hAMSC移植可以改善IUA。然而，如何有效地将hAMSC移植入子宫腔，保持其细胞活性并促进子宫内膜修复成为尚待解决的难题。

近年来，各种不同的物理薄膜(电纺纤维薄膜、水凝胶和海绵)已被用作屏障，以最大程度地减少粘附形成的复杂过程。然而，传统的组织工程膜仍存在许多不足之处，如：细胞植入率低，膜与组织缺损之间的匹配度低，多种细胞的定位不准确等。3D打印技术可以精确地控制底部形成单元在时间和空间上的材料，还可以根据组织缺损部位进行个性化制造，以实现更好的组织修复。此外，基于交联聚合物的3D打印水凝胶具有出色的生物学和物理特性，例如：出色的生物相容性，高细胞包封效率，原位交联能力，以及可控制的机械、溶胀和降解特性。然而，现有的3D打印水凝胶大多使用紫外线引发交联，然而紫外交联会导致细胞增殖率和细胞活力降低。同时，虽然基于壳聚糖、明胶和透明质酸等天然材料的水凝胶已被用于防止粘附，但由于其较差的机械性能和快速降解，尚无法获得令人满意的治疗效果。另外，胶原蛋白是细胞外基质(ECM)的主要成分，然而，纯胶原蛋白水凝胶的结构单一、性能简单和机械性能较差，进而限制了其应用。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于治疗或预防宫腔粘连的3D打印水凝胶及其制备方法。

为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于治疗或预防宫腔粘连的3D打印水凝胶，其制备方法包括如下步骤：

(1)制备打印墨水：将甲基丙烯酸化明胶、甲基丙烯酸化胶原蛋白和光引发剂加入去离子水中，混合均匀，制得打印墨水，保存待用；