一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法及其应用，制备方法包括以下步骤：步骤一、制备具有孔隙结构的光子晶体微球；步骤二、药物装载：将光子晶体微球浸泡在含药物的水凝胶溶液中，通过紫外光照射将水凝胶固化并锁定药物，获得光子晶体水凝胶杂化载药微球；药物为细胞因子；步骤三、抗体修饰：将光子晶体水凝胶杂化载药微球浸泡在含单克隆抗体的缓冲液中，通过化学接枝反应将单克隆抗体偶联至光子晶体水凝胶杂化载药微球表面，获得激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球。本发明专利技术制备的微球可承载激活性抗体和促细胞生长等细胞因子，能够在体外促进T细胞的活化，实现T细胞的体外扩增。

【技术实现步骤摘要】
一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法及应用
本专利技术属于生物材料领域，涉及一种载药微球，尤其涉及一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法及应用。
技术介绍
肿瘤免疫治疗是一种新兴的肿瘤治疗方案，是通过激活肿瘤患者自身免疫系统增强自身抗肿瘤能力的一种强有力的肿瘤杀伤治疗手段，具有副作用小、适应症广等优势。然而，肿瘤内部的免疫抑制微环境总是削弱T细胞对肿瘤的杀伤过程。在临床上，这一问题主要是通过向病人体内输注经体外激活的免疫效应细胞来解决，这一治疗方法又称为过继性细胞疗法(ACT)。临床治疗需要的免疫效应细胞数量极大，需要非常有效的体外扩增体系来制备大量的免疫细胞。光子晶体(PhotonicCrystal,PhC)是指具有光子带隙特性的胶体粒子结构材料。由于其具有特征性的结构色，光子晶体微球作为编码元素用于高通量分析。此外，通过一定的修饰改造，光子晶体微球也可以用于细胞捕获和细胞培养。作为细胞微载体，其具有良好的细胞附着表面，可以用于细胞的三维培养。T细胞体外扩增主要是通过模拟体内树突状细胞提呈抗原活化T细胞的过程，通过抗体刺激活化T细胞，使得T细胞在体内增殖。然而，目前体外扩增免疫效应细胞的系统常为纳米支架材料，容易对免疫效应细胞产生毒性，其扩增效率也有待提高。因此，具有良好生物相容性的免疫细胞扩增支架仍有待研发。因此，通过构建免疫细胞扩增支架，体外大规模扩增T细胞能力，并作为肿瘤免疫治疗的载药平台在肿瘤免疫治疗中具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法及其在制备细胞扩增药物中的应用，基于水凝胶载药微球，通过药物装载和表面抗体修饰使其仿生树突状细胞，能够负载药物并进行药物的可控释放，具有应用于T细胞体外激活和扩增的能力，以克服现有技术的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，具有这样的特征：包括以下步骤：步骤一、制备具有孔隙结构的光子晶体微球；步骤二、药物装载：将步骤一制备的光子晶体微球浸泡在含药物的水凝胶溶液中，通过紫外光照射将水凝胶固化并锁定药物，获得光子晶体水凝胶杂化载药微球；所述药物为细胞因子；步骤三、抗体修饰：将步骤二制备的光子晶体水凝胶杂化载药微球浸泡在含单克隆抗体的缓冲液中，通过化学接枝反应将单克隆抗体偶联至光子晶体水凝胶杂化载药微球表面，获得激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球；所述单克隆抗体为anti-CD3和anti-CD28中的至少一种。进一步，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，所述光子晶体微球为二氧化硅微球。进一步，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一光子晶体微球的制备方法为：采用微流控技术制备二氧化硅液滴，通过加热烘干使二氧化硅液滴中的水分完全蒸发，再经过高温煅烧获得所述光子晶体微球。进一步，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，所述细胞因子选自IL-2、IL-15和IL-21中一种或多种，细胞因子的浓度为100-1000ng/mL。进一步，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，所述水凝胶溶液为甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、明胶中的一种或两种以上材料混合的水溶液。进一步，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，所述水凝胶溶液的浓度为5-10％v/v。进一步，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，所述水凝胶溶液中混合有光引发剂，光引发剂的体积为水凝胶溶液体积的1％。进一步，本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中，所述单克隆抗体的浓度为10-100ng/mL。本专利技术的激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球用于制备细胞扩增药物。本专利技术的激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球用于制备T细胞体外扩增药物。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种基于光子晶体微球和水凝胶构建的光子晶体水凝胶杂化微球，光子晶体微球由二氧化硅粒子组装成，具有稳定的结构和良好的生物相容性；光子晶体微球的尺寸大于人大多数免疫细胞，不可被细胞吞噬，可通过细胞筛除去，使得细胞制品保持绝对的单一性；选用的单克隆抗体和细胞因子能够提供T细胞活化所需的激活信号，实现T细胞的体外增殖。其中，水凝胶可以缓释药物，避免传统T细胞扩增过程中需要多次添加细胞因子的缺陷。此外，本专利技术的微球仿生体内的树突状细胞，为T细胞扩增提供了三维平台，且由于表面抗体的作用，细胞和载体之前可以形成免疫突触，进一步刺激T细胞的活化。因此，本专利技术微球扩增的T细胞，其肿瘤杀伤效果要优于传统方法扩增的T细胞。附图说明图1为光子晶体微球和光子晶体水凝胶杂化微球的扫描电镜图；图2为光子晶体水凝胶杂化微球的药物释放图,其中(a)为光子晶体水凝胶杂化微球随时间变化的药物释放图，(b)为光子晶体水凝胶杂化微球随时间变化的药物释放曲线；图3为光子晶体水凝胶杂化载药微球的表面抗体修饰，(a)(i)为抗体修饰的光子晶体水凝胶杂化载药微球的明场图，(a)(ii)为抗体修饰的光子晶体水凝胶杂化载药微球的荧光图，(b)为不同单克隆抗体浓度与光子晶体水凝胶杂化载药微球的荧光强度关系图；图4为T细胞的扩增情况图，其中(i)为anti-CD3与T细胞共培养时T细胞的生长情况图，(ii)为表面修饰有单克隆抗体anti-CD3的激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球与T细胞共培养时T细胞的生长情况图，(iii)为表面修饰有单克隆抗体anti-CD3和anti-CD28的激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球与T细胞共培养时T细胞的生长情况图；图5为不同处理扩增后T细胞对乳腺癌细胞MDA-MB-231的杀伤检测，活死细胞染色法检测MDA-MB-231细胞的杀伤情况。具体实施方式本专利技术提供一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，包括以下步骤：步骤一、制备二氧化硅光子晶体微球。二氧化硅光子晶体微球的制备，主要分为五步：(1)微流控芯片的制作及微流控平台的搭建；(2)单分散液滴的制备；(3)液滴干燥固化；(4)正己烧清洗硅油；(5)高温锻烧。具体的，采用微流控芯片和蠕动泵以二氧化硅溶液为水相、以硅油为流动相制备二氧化硅液滴，并收集于器皿中，将盛有硅油且其中收集了二氧化硅液滴的器皿静置于75℃烘箱中12小时，二氧化硅液滴从乳白色渐渐变为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，其特征在于：/n包括以下步骤：/n步骤一、制备具有孔隙结构的光子晶体微球；/n步骤二、药物装载：将步骤一制备的光子晶体微球浸泡在含药物的水凝胶溶液中，通过紫外光照射将水凝胶固化并锁定药物，获得光子晶体水凝胶杂化载药微球；/n所述药物为细胞因子；/n步骤三、抗体修饰：将步骤二制备的光子晶体水凝胶杂化载药微球浸泡在含单克隆抗体的缓冲液中，通过化学接枝反应将单克隆抗体偶联至光子晶体水凝胶杂化载药微球表面，获得激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球；/n所述单克隆抗体为anti-CD3和anti-CD28中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一、制备具有孔隙结构的光子晶体微球；
步骤二、药物装载：将步骤一制备的光子晶体微球浸泡在含药物的水凝胶溶液中，通过紫外光照射将水凝胶固化并锁定药物，获得光子晶体水凝胶杂化载药微球；
所述药物为细胞因子；
步骤三、抗体修饰：将步骤二制备的光子晶体水凝胶杂化载药微球浸泡在含单克隆抗体的缓冲液中，通过化学接枝反应将单克隆抗体偶联至光子晶体水凝胶杂化载药微球表面，获得激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球；
所述单克隆抗体为anti-CD3和anti-CD28中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，其特征在于：
其中，步骤一中，所述光子晶体微球为二氧化硅微球。


3.根据权利要求1所述的激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，其特征在于：
其中，步骤一光子晶体微球的制备方法为：采用微流控技术制备二氧化硅液滴，通过加热烘干使二氧化硅液滴中的水分完全蒸发，再经过高温煅烧获得所述光子晶体微球。


4.根据权利要求1所述的激活性抗体修饰光子晶体水凝胶杂化载药微球的制备方法，其特征在于：
其中，步骤二中，所述细...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵远锦，寿鑫，沈贤，孙维健，王月桐，商珞然，
申请(专利权)人：温州医科大学附属第二医院温州医科大学附属育英儿童医院，中国科学院大学温州研究院温州生物材料与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33