[发明专利]一种3D干细胞微球胶囊、其制备方法及在移植治疗领域的应用

说明书

本发明涉及一种3D干细胞微球胶囊、其制备方法及在移植治疗领域的应用。本发明提供了一种新型3D干细胞微球胶囊及其制备方法与应用，所述3D干细胞微球胶囊包括内核和壳层，内核为3D干细胞球，壳层为金属‑多酚网络涂层；其制备方法中，所述干细胞微球通过将单细胞培养液滴加至培养皿后倒置培养得到；再依次加入多酚和金属离子溶液混匀得到。本发明制备的3D干细胞微球胶囊可以显著增强干细胞微球对多种有害刺激的抵御能力，增强干细胞对炎症微环境的耐受性，提高干细胞移植疗效。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种3D干细胞微球胶囊、所述3D干细胞微球胶囊的制备方法及其在干细胞移植治疗领域的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，随着生物医疗技术的发展，干细胞移植为许多疾病的治疗提供了新的选择。干细胞强大的自我更新和多向分化潜能，使其具备修复组织器官损伤的功能，在临床医学领域具有广阔的应用前景。

传统的干细胞体外扩增方式为单层贴壁培养，在贴壁状态下，细胞无法实现类似于体内的细胞-细胞间和细胞-细胞外基质间的相互作用，这使得细胞形态、基因表达、对刺激的反应能力等均受到一定程度的限制，无法充分发挥其生物学特性。与贴壁培养相比，3D细胞球体培养可以模拟细胞在体内的生长状态，增强细胞-细胞间和细胞-细胞外基质间的相互作用，促进干细胞的再生和分化潜能，已成为当前干细胞研究的热点之一。

然而，3D细胞球在体内应用时仍面临许多挑战，病灶部位的炎症微环境是阻碍干细胞修复损伤组织的关键因素。在炎症微环境中，存在细菌及其代谢产物、氧化应激、各种酶和抗体的攻击等，不仅造成机体组织的破坏，也大大减弱了外源性干细胞的生物功能，从而导致干细胞移植效果不够理想。因此，在炎症微环境中保护干细胞、通过干细胞移植改善炎症微环境、最大程度地发挥干细胞的生物学功能，是提高干细胞移植疗效的重要途径。

金属多酚网络(Metal-phenolic networks，MPN)是指多价金属离子(如三价铁离子，Fe³⁺；三价铝离子，Al³⁺；二价铜离子，Cu²⁺；二价锌离子，Zn²⁺；二价锰离子，Mn²⁺；二价镍离子，Ni²⁺；二价锶离子，Sr²⁺；二价镁离子，Mg²⁺等)和多酚类物质(槲皮素，Quercetin；单宁酸，Tannic acid；多巴胺，dopamine；儿茶酚，Catechol；没食子酸，Gallic acid；表没食子儿茶素没食子酸酯，EGCG等)通过配位作用形成复合物。近年来，MPN作为一种表面修饰技术，因其具有粘附性好、生物相容性高、易于制备等优点，被广泛应用于载药、生物成像和催化等生物医学领域。最新研究表明，金属离子和多酚同样可以在生物界面进行组装，MPN作为一种良好的生物界面包覆材料，可以包覆在细菌、酵母菌、动物细胞以及病毒等表面。Li等和Park等人均报道了在酵母菌表面包覆MPN外壳，不仅有效保护其免受紫外照射及其他外源性有害物质的侵害，还能使磁性纳米粒子、DNA以及核磁共振成像造影剂等嵌合到MPN表面，为细胞表面工程提供了一种多功能材料；Juno Lee等人对哺乳动物细胞表面进行MPN修饰，在保证细胞营养物质、氧气、代谢产物等自由交换的同时，赋予细胞更强的抗应激损伤能力。以上研究结果表明，MPN可以在不同的生物界面(细菌、酵母菌和动物细胞)进行自组装形成MPN。

目前，尚未有使用MPN在3D细胞球表面进行修饰制备新型3D干细胞微球胶囊，并利用其抵御炎症微环境刺激的报道。

发明内容

针对上述研究背景，本发明认为使用MPN在3D细胞球表面进行修饰制备新型3D干细胞微球胶囊，有利于进一步发挥干细胞的生理活性，提高干细胞在机体中的存活率。

基于上述技术目的，本发明提供以下技术方案：