一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及制备方法技术

本发明专利技术以海藻酸盐等海洋生物材料为原料，以微球包埋干细胞技术为核心，搭载水凝胶载体，利用微球的细胞培养和屏障优势，以及干细胞的多向分化特点，构建“微球

【技术实现步骤摘要】
一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及制备方法


[0001]本专利技术属于创伤敷料
，具体涉及一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及其制备方法。

技术介绍

[0002]干细胞(stem cell)是一类具有自我更新(self
‑
renewing)和多向分化潜能的原始未分化细胞。干细胞可以通过分裂和分化产生单一功能细胞：生理情况下替代衰老或凋亡细胞，维持机体组织结构的完整和正常生理机能的发挥；病理情况下修复、替代病变缺失的组织细胞，改善或恢复受损组织的结构和功能。干细胞在组织修复、器官重建和基因治疗中发挥重要作用，是继手术治疗和药物治疗后最有临床应用价值医疗手段，对人类健康产生重要影响。以干细胞为核心的再生医学成为当今医学研究的热点和焦点。
[0003]自1957年，Chang等受生物细胞膜的启发，提出了“人工细胞”的概念，微球包埋技术越来越受到人们的重视和关注。九十年代微球包埋的研究扩展到脑垂体、肾、甲状腺等器官移植领域和治疗中枢神经系统混乱等领域。近年来微球包埋的应用领域也从医学领域扩展到了其它学科，随着酶固定化，微生物细胞固定化以及动植物细胞固定化等研究的飞速发展，已经形成了一个范围广泛的固定化生物催化剂的研究领域。微球包埋的应用是一个正在发展的研究方向，作为一种具有分离功能的细胞载体，实际上是融固定化培养与产品分离于一体的微反应器。包埋后的细胞生长在条件适宜的微环境中，免受外部搅拌产生的剪切和大分子免疫蛋白的影响，从而达到催化、培养、生产免疫物质的目的。微球具有保护物质免受环境条件影响，掩盖异味和颜色，降低毒性，改善物质的可加工性和稳定性，延缓或控制被包埋材料的释放，将不可混的化合物隔离等功能。广义地说，微球具有改善和提高物质表观及其性质的能力。更确切的说，微球是能够储存微细状态的物质，并在需要时释放该物质。
[0004]水凝胶是一种高度交联、以水为分散介质的亲水性网络结构，在过去60年间得到广泛研究，作为一种生物相容性材料，其在许多临床应用中显现出巨大潜力。Wichterle等提出创面保持湿润有助于愈合，并推荐使用亲水性凝胶覆盖创面。由于水凝胶具有生物相容性、软组织样含水量和类似于天然细胞外基质的三维多孔网络结构等独特性质，它成为一种理想的伤口敷料材料。水凝胶除了能有效保持创面愈合所需的湿润环境外，还是一种舒适且易于更换的材料，能有效缓解创面疼痛，降低伤口温度。水凝胶被广泛认为适用于各种创面愈合过程的所有阶段，具有无刺激性，不与生物组织发生反应，且对代谢物具有良好渗透性。目前已有多种天然或人工聚合物材料制成的水凝胶敷料产品进入临床使用，它们具有止血、保湿、吸收渗出液、允许气体交换等多种功能。但目前慢性创面存在感染、缺血、缺氧等复杂情况，结构功能单一的普通水凝胶敷料不能满足实现需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及其制备
方法。
[0006]本专利技术首先提供一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料的制备方法，该方法包括：
[0007]步骤一：在培养基中培养人脐带来源的间充质干细胞(MSCs)，将原代培养的MSCs在液氮罐中保存。取液氮罐中保存的MSCs冻存管，复苏，在二氧化碳培养箱中培养，传代培养至第五代后用于后续的步骤。
[0008]步骤二：含干细胞微球的制备。采用静电喷雾法，海藻酸钠
‑
MSCs混合液经喷雾、固化后形成内部包埋有MSCs的海藻酸钠微球，将经过静电喷雾形成的微球收集于氯化钙溶液中进行交联，得到包埋有MSCs的海藻酸钠微球。微球粒径可通过粒度仪检测。
[0009]步骤三：复合胶原蛋白水凝胶的制备。在一定条件下中，调节胶原蛋白溶液为中性。加入步骤一的包埋有MSCs的海藻酸钠微球搅拌均匀后得到初级复合胶原蛋白水凝胶，对初级复合胶原蛋白水凝胶进行培养，得到复合胶原蛋白水凝胶。复合水凝胶的机械强度通过拉力机检测，空隙大小通过扫描电镜观察，降解时间通过酶解实验检测。
[0010]优选的是，所述步骤一中的培养基为
①
α
‑
MEM 5％
‑
10％FBS或
②
人间充质干细胞无血清基础培养基5％
‑
10％人间充质干细胞无血清添加物。
[0011]优选的是，所述步骤一的培养温度为37℃，二氧化碳浓度为5％。
[0012]优选的是，所述步骤二的海藻酸钠溶液的浓度为1
‑
3％(w/v),粘度为100
‑
300CPS。
[0013]优选的是，所述步骤二的氯化钙溶液的浓度为5％
‑
15％(w/v)。
[0014]优选的是，所述步骤二的所有材料经过高压蒸汽灭菌(121℃，20min)。
[0015]优选的是，所述步骤三的一定条件为冰水水浴。
[0016]优选的是，所述步骤三的初级复合胶原蛋白水凝胶培养条件为：在二氧化碳培养箱中初次培养成胶后，加培养基，37℃，5％CO2培养箱中再次培养。
[0017]本专利技术还提供上述制备方法得到的基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术首次提出以“微球
‑
干细胞
‑
水凝胶”的创新形式制备创面敷料的理念，并建立相应的技术体系，开展相关产品，是对创面修复临床治疗技术的一种有益探索和创新性补充；
[0020]以海洋来源的海藻酸盐为原料，具有生物相容性好、安全无毒等天然优势；
[0021]创新性的采用微球包埋技术固定培养干细胞，可持续稳定释放细胞生长因子，发挥其在烧烫伤创面愈合和皮肤修复方面的独特作用；
[0022]采用水凝胶作为覆盖微球的载体和物理屏障，隔绝外界污染，具有制备工艺成熟，能有效提高产业化转化效率的优势。
附图说明
[0023]图1海藻酸钠微球光学显微镜照片
[0024]图2胶原蛋白水凝胶照片
[0025]图3内部包埋有MSCs的海藻酸钠微球荧光照片
[0026]图4伤口愈合率结果图
具体实施方式
[0027]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述：
[0028]实施例1海藻酸钠微球的制备
[0029]1、1％海藻酸钠溶液：称取1.0g海藻酸钠粉末置于蓝盖瓶中，并在瓶中放置一磁力转子，经121℃，15min灭菌。灭菌后在无菌条件下加入生理盐水溶解到100mL，4℃冰箱内保存。5％CaCl2溶液：称取50g CaCl2，加入去离子水溶解定容到1L，用0.22μm滤膜过滤除菌后备用。
[0030]2、将小型喷雾干燥仪器(BUCHI Mini Spray Dryer B
‑
290)的进样管插入盛有1％海藻酸钠溶液的容器中。在喷头的下方放置一个盛有5％氯化钙溶液的15cm细胞培养皿，并通过磁力搅拌器转子的搅拌使液体处于运动状态。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在培养基中培养人脐带来源的间充质干细胞(MSCs)，将原代培养的MSCs在液氮罐中保存，取液氮罐中保存的MSCs冻存管，复苏，在二氧化碳培养箱中培养，传代培养至第五代后用于后续的步骤；步骤二：含干细胞微球的制备，采用静电喷雾法，海藻酸钠
‑
MSCs混合液经喷雾、固化后形成内部包埋有MSCs的海藻酸钠微球，将经过静电喷雾形成的微球收集于氯化钙溶液中进行交联，得到包埋有MSCs的海藻酸钠微球；步骤三：复合胶原蛋白水凝胶的制备，在一定条件下，调节胶原蛋白溶液为中性，加入步骤一的包埋有MSCs的海藻酸钠微球搅拌均匀后得到初级复合胶原蛋白水凝胶，对初级复合胶原蛋白水凝胶进行培养，得到复合胶原蛋白水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及其制备方法，其特征在于，所述步骤一中的培养基为
①
α
‑
MEM 5％
‑
10％FBS或
②
人间充质干细胞无血清基础培养基5％
‑
10％人间充质干细胞无血清添加物。3.根据权利要求1所述的一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及其制备方法，其特征在于，所述步骤一的培养温度为37℃，二氧化碳浓度为5％。4.根据权利要求1所述的一种基于干细胞微包埋复合水凝胶的创面敷料及其制备方法，其特征在于，所述步骤一的培养后的干细胞通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚博，申胜标，王通，张淑敏，谢则平，曲承蕾，宫世周，赵海婷，张丽萍，潘婧媛，
申请(专利权)人：山东国际生物科技园发展有限公司，
类型：发明
国别省市：