[发明专利]维持干细胞干性的多功能DNA水凝胶整合敷料及其制备方法

说明书

本发明属于医用敷料技术领域，具体涉及一种维持干细胞干性的多功能DNA水凝胶整合敷料及其制备方法，通过DNA单元和_L‑抗坏血酸2‑磷酸动态交联形成致密氢键，并掺杂冰片及脂肪间充质干细胞，获得类似于细胞外基质的DNA水凝胶维持干细胞干性和增强干细胞活性，获得的DNA水凝胶为干细胞的生长发育提供了一个类似于体内细胞外基质结构的温床，可以调节细胞增殖，维持细胞活力。本发明敷料的结构设计合理，制作工艺成熟异行，可广泛用于持久疼痛的溃疡性、烧伤性、和糖尿病等复杂慢性伤口的治疗，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于医用敷料技术领域，具体涉及一种维持干细胞干性的多功能DNA水凝胶整合敷料及其制备方法。

背景技术

慢性复杂性伤口，例如溃疡性伤口、烧伤伤口、和糖尿病伤口，已成为一个重大的全球公共卫生问题和负担。慢性复杂性伤口由于患者免疫力低下，炎症介质激活产生氧自由基，从而加剧伤口进一步恶化。慢性复杂伤口患者的主要临床特征是剧烈疼痛瘙痒、大量的渗出液、促炎因子被激活、自由基生成、周围神经和血管病变甚至引发溃疡。然而，目前大多数伤口敷料不能完整的解决上述临床特点。为了有效促进慢性复杂伤口愈合，应将先进的生物功能材料与伤口微环境相结合。亟需研发一种兼具抗菌和激活免疫系统，驱动信号因子调节慢性复杂伤口的微环境触发再生。

细胞疗法是天然皮肤的一种有希望且安全的替代方法，尤其是干细胞疗法，它可以通过诱导有益细胞因子的分泌快速覆盖并加速伤口愈合和皮肤再生。具有自我复制和多向分化能力的多能干细胞在许多损伤和疾病的治疗中引起了广泛关注。然而，在长期的体外培养过程中，干细胞逐渐失去定向和自发分化的能力，导致干细胞的干性减弱。为了保持和促进干性，将干细胞封装在3D球体中是最常用的方法，因为干细胞会在3D空间产生缺氧和旁分泌效应。此外，还可以通过添加药物或生长因子，如褪黑素、成纤维细胞生长因子和_L-抗坏血酸2-磷酸来维持干性。随着培养世代的增加，干细胞的体积也随之变化。细胞外基质是指导再生和信号转导的3D支架。其网络结构和大小根据每个特定组织而变化。因此，如何有效地将干细胞装载到“合适的空间”已成为一个棘手而具有挑战性的问题。

智能支架就像是干细胞生长发育的温床，可以参与细胞增殖的调节，维持细胞的干性，为细胞提供与细胞外基质相同或相似的微环境。此外，负载干细胞可以在适当的环境中实现完美的活体释放。目前，由生物材料制成的支架，如纤维蛋白和胶原，已被广泛用作运输或支持细胞的基质。与其他材料相比，DNA被称为活性再生支架，可以指导生物发育和生命功能。由DNA聚合物构建的水凝胶具有独特的特性，包括可设计性序列、刚性结构、生物相容性和生物降解性，这使得DNA水凝胶能够促进细胞增殖，为干细胞生存提供温床；

但是现有技术中使用的DNA水凝胶并没有维持干性的能力，且现有技术中将DNA水凝胶作为伤口敷料并没有止疼效果。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种维持干细胞干性的多功能DNA水凝胶整合敷料及其制备方法，通过在DNA水凝胶前驱体内掺杂冰片及脂肪间充质干细胞，获得类似于细胞外基质的DNA水凝胶，维持干细胞干性和增强干细胞活性，同时还能够降低患者疼痛特性，使敷料更人性化、合理化和有效化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多功能DNA水凝胶的制备方法，所述方法包括：

(1)采用三种DNA链段来制备DNA链段共聚物，三种DNA链的添加量能够调节；

(2)将步骤(1)中制备获得的DNA链段共聚物和_L-抗坏血酸2-磷酸进行化学交联形成致密氢键，得到多功能DNA水凝胶；通过控制步骤(1)中三种DNA链的添加量来调节多功能DNA水凝胶的孔隙孔径。

进一步地，步骤(1)具体为：