促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体及其制备方法和应用，属于生物组织医学工程技术领域。包括：多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶通过多巴胺粘附于丝素纳米纤维支架中，构成多糖基水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞的集成移植体；其中，多糖基水凝胶为自愈合可注射多糖基水凝胶。本发明专利技术将包埋神经干细胞的多糖基水凝胶通过多巴胺粘附于丝素纳米纤维支架间的空隙，构建所述多糖基水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞的集成移植体，能够促进细胞分泌VEGF，填充缺损部位，为神经干细胞粘附、增殖、定向分化成神经元提供所需的为微环境，实现能够应用于治疗脑缺血损伤，具有促进神经干细胞扩增分化领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体及其制备方法和应用
本专利技术属于生物组织医学工程
，涉及一种促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体及其制备方法和应用。
技术介绍
脑缺血损伤是全球引起成年人死亡和残疾的主要原因之一，然而，目前尚无有效的治疗方法。由于受伤的中枢神经系统自我修复的能力受到限制，外源性神经干细胞(NeuralStemCells，NSCs)的功能性移植以补充或替代丢失和受损的细胞被认为是脑缺血治疗最有希望的方法之一。神经干细胞是一种具有长期自我更新和分化能力的原始细胞，具有产生多种表型细胞修复中枢神经系统的内在能力，植入脑组织后可增殖、迁移、分化为组织修复需要的神经细胞，促进大脑功能恢复。然而，临床治疗脑缺血损伤后神经修复十分困难，特别在其慢性期，主要由于损伤区域的微环境十分不利于脑组织的修复再生。脑缺血损伤后，梗死灶微环境恶化，组织塌陷，甚至液化形成空洞，十分不利于神经干细胞的生存。缺血微环境破坏是脑损伤修复的重要障碍。由于梗死区的微环境被破坏，大多数移植的神经干细胞在参与谱系分化前已经凋亡或死亡，导致移植的神经干细胞在缺血性脑损伤环境中的存活率很低。因此，单纯神经干细胞移植存活率低下，丢失率高，对微环境改善作用不大，治疗效果不佳。将神经干细胞负载于生物支架中，为神经干细胞移植提供合适的生存和定向分化微环境是一种有效的解决方法。神经系统疾病的细胞治疗不仅得益于神经干细胞的增殖和分化能力，还得益于病变部位分泌的生物活性分子对纤维化、凋亡、炎症和血管生成等的影响。脑血脑血管具有维持大脑乳酸稳态、调控成体神经发生和认知功能的重要生理功能，因此，脑缺血诱导的神经发生与血管生成之间的耦合非常重要。脑血管作为神经干细胞重要的微环境分泌细胞因子影响神经干细胞自我更新和分化。血管内皮细胞生长因子(Vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)的表达与神经前体细胞增殖、大脑皮质神经元生长增加和新生细胞存活密切相关。血管内皮细胞生长因子是一种能刺激血管新生的蛋白，与血管生成密切相关。它直接作用于血管内皮细胞，具有调控血管内皮细胞增殖、分化、迁移、以及促进新血管生成等作用。血管内皮细胞生长因子参与神经元存活、血管生成和脑损伤恢复过程中的神经发生，在脑组织修复再生中发挥重要作用。因此，在生物支架中引入VEGF是调控缺血性脑损伤微环境的策略之一。然而，由于生长因子不稳定，具有半衰期很短，在游离的状态下极其容易降解等缺点。在临床应用中，利用生长因子协助受损组织或器官的修复过程中，生长因子很难保持长久的活性。此外，向体内运送生长因子，不仅花费高、效率低，而且，可能影响正常组织器官的生长或功能，例如，大量的生长因子可能会刺激肿瘤的生成，损伤组织和细胞。因此，为外源性神经干细胞的功能性移植以及神经损伤修复再生创造有利的微环境仍然具有挑战性，需要制定新的策略。研发能够刺激脑缺损部位的细胞在组织修复过程中自身分泌VEGF的生物支架，从而激发细胞自身活性，促进脑缺血损伤修复，是一种有效的解决方案。为达到上述目的，需要设计一种更加合理的神经修复移植体系，既能够为移植细胞提供一个模拟细胞外基质的三维微环境，同时又可以提供一个平台和模板来桥接移植细胞和损伤区，从而改善整体脑缺血损伤微环境，引导神经干细胞的增值、迁移、定向分化和促进VEGF分泌，促进神经组织修复再生。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体及其制备方法和应用，本专利技术保证了神经干细胞在移植修复过程中的稳定性和生物活性，避免了现有生物支架阻碍神经干细胞分泌生长因子的使用缺陷。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术公开了一种促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体，包括：丝素纳米纤维支架和多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶，多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶通过多巴胺粘附于丝素纳米纤维支架中，构成促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体；其中，多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶中，多糖基水凝胶为自愈合可注射多糖基水凝胶。优选地，自愈合可注射多糖基水凝胶为N-羧乙基壳聚糖/氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶。进一步优选地，N-羧乙基壳聚糖/氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶的质量分数为1％～3％。进一步优选地，N-羧乙基壳聚糖/氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶的力学剪切模量为250～450Pa。优选地，丝素纳米纤维支架的断裂应力为13MPa。优选地，素纳米纤维支架的直径为601±68nm。本专利技术还公开了上述促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体的制备方法，包括：采用静电纺丝法，将多巴胺与丝素/聚环氧乙烷的混合溶液制成丝素纳米纤维支架；采用含有多巴胺的自愈合可注射多糖基水凝胶对神经干细胞进行包埋，得到多糖基水凝胶/神经干细胞模块；将所得多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶填充于所得丝素纳米纤维支架中，制得促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体。优选地，多巴胺水溶液与丝素/聚环氧乙烷溶液的混合体积比为1:10；其中，多巴胺水溶液的质量浓度为2％，丝素/聚环氧乙烷溶液的质量浓度为8％。进一步优选地，丝素/聚环氧乙烷溶液中，丝素与聚环氧乙烷的体积比为4:1。优选地，当自愈合可注射多糖基水凝胶为N-羧乙基壳聚糖/氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶时，多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶的制备操作包括：将氧化魔芋葡甘聚糖溶液与多巴胺混合，得到组分A；向N-羧乙基壳聚糖溶液中加入神经干细胞，得到组分B；将所得组分A和所得组分B混合交联，制得多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶。进一步优选地，氧化魔芋葡甘聚糖的氧化度为50％～85％，N-羧乙基壳聚糖的丙烯酸取代度为30％～50％。进一步优选地，N-羧乙基壳聚糖溶液和氧化魔芋葡甘聚糖溶液的混合体积比为18～3:1；其中，N-羧乙基壳聚糖溶液的浓度为1％w/v～3％w/v，氧化魔芋葡甘聚糖溶液的浓度为10％w/v；进一步优选地，多巴胺的混合质量为氧化魔芋葡甘聚糖溶液质量的2％。本专利技术还公开了上述促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体在损伤组织修复中的应用。本专利技术还公开了上述促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体用于制备损伤组织修复制剂的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种多糖基水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体，本专利技术通过含有多巴胺的自愈合可注射多糖基水凝胶包埋神经干细胞，所述多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶具有可体内降解的性能。包埋细胞的含有多巴胺的自愈合可注射多糖基水凝胶注射至丝素纳米纤维支架的填充处后，负载细胞的水凝胶微粒可快速自愈合形成多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶(数秒到几分钟)，恢复水凝胶的结构和力学性能，此外，多糖基水凝胶/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体，其特征在于，包括：丝素纳米纤维支架和多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶，多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶通过多巴胺粘附于丝素纳米纤维支架中，构成促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体；/n其中，多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶中，多糖基水凝胶为自愈合可注射多糖基水凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体，其特征在于，包括：丝素纳米纤维支架和多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶，多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶通过多巴胺粘附于丝素纳米纤维支架中，构成促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体；
其中，多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶中，多糖基水凝胶为自愈合可注射多糖基水凝胶。


2.根据权利要求1所述的促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体，其特征在于，自愈合可注射多糖基水凝胶为N-羧乙基壳聚糖/氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶。


3.根据权利要求2所述的促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体，其特征在于，N-羧乙基壳聚糖/氧化魔芋葡甘聚糖水凝胶的质量分数为1％～3％。


4.根据权利要求1所述的促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体，其特征在于，丝素纳米纤维支架的直径为601±68nm。


5.权利要求1～4任意一项所述的促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体的制备方法，其特征在于，包括：
采用静电纺丝法，将多巴胺与丝素/聚环氧乙烷的混合溶液制成丝素纳米纤维支架；采用含有多巴胺的自愈合可注射多糖基水凝胶对神经干细胞进行包埋，得到多糖基水凝胶/神经干细胞模块；
将所得多糖基水凝胶/神经干细胞凝胶填充于所得丝素纳米纤维支架中，制得促VEGF分泌的水凝胶/丝素纳米纤维/神经干细胞集成移植体。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈咏梅，杨宽，郑娟，张蓬勃，张晓慧，李建辉，
申请(专利权)人：陕西科技大学，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61