[发明专利]一种基于脐带干细胞和脐带干细胞外泌体的复合水凝胶、其制备方法及应用

说明书

本发明属于生物技术领域，具体地说，涉及一种基于脐带干细胞和脐带干细胞外泌体的复合水凝胶、其制备方法及应用。所述的复合水凝胶包括脐带干细胞、脐带干细胞外泌体和凝胶材料，其中所述的脐带干细胞、脐带干细胞外泌体和凝胶材料的体积比为1：1：2～4。本发明所提供的复合水凝胶可缓慢释放脐带干细胞外泌体，延长外泌体在创伤表面的驻留时间，加快伤口的修复愈合。同时，本发明通过在培养基中添加脐静脉内皮细胞外泌体提高脐带间充质干细胞的产量及活性；通过在培养基添加VCAM1试剂，提高脐带间充质干细胞外泌体的产量；通过对脐带间充质干细胞修饰使其高表达miR‑525‑3p后提高外泌体活性，进而促进外泌体对皮肤的修复作用。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体地说，涉及一种基于脐带干细胞和脐带干细胞外泌体的复合水凝胶、其制备方法及应用。

背景技术

皮肤是人体与外界直接接触的器官，是人体的保护屏障。由于皮肤直接与外界接触，所以皮肤也是最容易受到损伤的，一般小的损伤，皮肤会自发缓慢修复，但是修复的时间非常漫长；而当皮肤大面积损伤时，通过皮肤自身的修复就比较困难，需要使用外部辅助医疗来修复。

目前常见皮肤修复方式是通过生物型人工皮肤移植来修复皮肤损伤，但是生物型人工皮肤与原患者的皮肤具有不同的免疫原性，使得移植的皮肤的治疗方式具有很大的局限性。

另外，目前皮肤修复的方式还有通过中药缓慢调理，使得皮肤自行缓慢修复，但是治疗周期长，患者需要忍受较长时间的痛苦。

近年来，随着对干细胞的深入研究，逐渐出现了一些干细胞相关的生物制剂在治疗皮肤损伤方面的应用，如ZL201410775694.6公开了人脐带间质干细胞分泌的exosome治疗皮肤损伤的应用，具体涉及一种脐带间质干细胞分泌的直径为100nm左右的囊泡结构exosome在促进皮肤损伤修复中的药用作用，所述的exosome是来源于人脐带间质干细胞，经试验验证，所涉及的exosome作为脐带间质干细胞分泌的重要“成分”对皮肤损伤方面(包括烧烫伤和切除损伤)具有明显促修复的药用作用。

又如CN201410273905.6提供了人脐带间充质干细胞复合细胞因子在制备修复皮肤损伤的生物制剂中的应用，所述的皮肤损伤包括激光灼伤，也可以是热灼伤、冷冻伤或普通外伤、皮肤物理化学性损伤。该发明首次将脐带干细胞复合生长因子用于人皮肤激光损伤治疗中，在一定保存条件下，人脐带间充质干细胞复合细胞因子可以保存最大活性，并发挥最大的损伤修复治疗作用。

再如CN202010240486.1公开了一种用于皮肤创面修复的含干细胞外泌体的凝胶制备方法，该方法包括以下步骤：1)人脐带间充质干细胞的原代提取和培养：1.1)人脐带间充质干细胞的原代提取；1.2)传代培养；1.3)培养上清收集；2)人脐带间充质干细胞分泌体提取；2.1)初次离心；2.2)二次离心；2.3)去除细胞器离心；2.4)外泌体粗提；2.5)外泌体终提；3)凝胶材料制备：3.1)壳聚糖制备；3.2)β-GP配置；3.3)凝胶材料制备；4)凝胶负载外泌体。该发明可促进皮肤创面修复，缩短伤口愈合时间及减少瘢痕形成。

然而，现有技术中无论是水凝胶溶胀吸附还是电荷吸附，外泌体的释放都是以扩散的形式为主，释放速率快。面对大面积皮肤损伤修复，由于外泌体的释放过快，无法实现后期调控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于脐带干细胞和脐带干细胞外泌体的复合水凝胶、其制备方法及应用。该复合水凝胶可缓慢释放脐带干细胞外泌体，提高外泌体在创伤表面的驻留时间，加快伤口的修复愈合。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于脐带干细胞和脐带干细胞外泌体的复合水凝胶，其中，所述的复合水凝胶包括脐带干细胞、脐带干细胞外泌体和凝胶材料，所述的脐带干细胞、脐带干细胞外泌体和凝胶材料的体积比为1：1：2～4。

优选地，所述的脐带干细胞、脐带干细胞外泌体和凝胶材料的体积比为1：1：3。