用于TBI免疫调控及组织修复的复合水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于TBI免疫调控及组织修复的复合水凝胶及其制备方法，所述复合水凝胶由脑脱细胞基质dBECM、甲基丙烯酰化明胶GelMA和光交联引发剂LAP混合后进行光交联得到。dBECM为复合水凝胶提供适宜细胞生存和生长的微环境并诱导间充质干细胞向神经细胞分化，GelMA为复合水凝胶提供适当的力学强度和光敏性。本发明专利技术的复合水凝胶兼具两组分的优势，其联合间充质干细胞可调控TBI后的免疫反应，改善神经炎症微环境并促进组织修复。改善神经炎症微环境并促进组织修复。

【技术实现步骤摘要】
用于TBI免疫调控及组织修复的复合水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物材料和组织工程
，具体为一种用于TBI免疫调控及组织修复的复合水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]创伤性脑损伤(Traumatic brain injury，TBI)是一个全球性的公共健康问题，具有高死亡率和高致残率。TBI的发病机制包括受伤瞬间的原发性损伤和随后的继发性损伤，其中，继发性损伤包括出血、缺氧、水肿、血脑屏障破坏和神经炎症等，并在TBI中发挥重大作用。原发性损伤造成的细胞死亡和组织损失无法挽救，通过药物、手术等措施减轻继发性损伤的治疗方法也只能防止进一步的损伤，而不能促进组织再生。近年来，随着再生医学技术的发展，干细胞疗法和组织工程修复技术给TBI治疗带来了新的希望。然而，同时满足功能性和生物相容性的组织工程支架是个难点。因此，制备一种适宜的生物支架来联合干细胞以促进TBI后的组织修复是当务之急。
[0003]间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)是一类具有自我更新、增殖和多向分化潜能的干细胞，广泛存在于脐带、骨髓、牙髓、脂肪或胎盘组织中，是组织工程最为常用的种子细胞之一。骨髓间充质干细胞因为具有易于采集、易于保存和运输、无异体排斥、刺激组织再生、调节免疫功能等诸多优点而成为了神经修复与再生医学的研究热点。已有研究证明，骨髓间充质干细胞可以通过分化作用和旁分泌作用修复神经损伤并改善损伤部位的功能。
[0004]生物支架的制备是组织工程学研究的重要内容之一。脱细胞基质无免疫原性且具有优异的仿生性、生物相容性和细胞粘附性，可为细胞迁移、增殖、分化和生长提供适宜微环境，已被广泛用作组织工程的支架材料。然而，像脑组织这种软组织在脱细胞后得到的脱细胞基质力学强度太低，不适宜单独作为生物支架来搭载种子细胞。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于TBI免疫调控及组织修复的复合水凝胶及其制备方法。
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种复合水凝胶，所述复合水凝胶由甲基丙烯酰化明胶GelMA、脑脱细胞基质dBECM和光交联引发剂LAP混合后进行光交联得到，其中，GelMA和dBECM的质量比为1∶1
‑
10∶1。
[0007]在另一优选例中，GelMA和dBECM的质量比为1.5∶1
‑
5∶1，较佳为2∶1。
[0008]本专利技术的复合水凝胶的孔径在30
‑
100μm的范围内，适宜于封装间充质干细胞；孔隙率为60％
‑
80％，压缩模量可控制在1.0
‑
5.0kPa的范围，这模拟脑组织的力学环境并有益于干细胞的增殖和分化。
[0009]在另一优选例中，利用以下步骤制备脑脱细胞基质dBECM：
[0010]a)冻融循环：将脑组织经液氮冷冻，融化后用PBS溶液清洗，重复冷冻、融化、清洗
3
‑
5次；
[0011]b)在振荡条件下进行化学酶解三个周期处理得到脱细胞基质：
[0012]第一周期：dH2O处理5
‑
10h、0.02
‑
0.1g/mL脱氧胆酸钠处理10
‑
24h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min、dH2O处理2
‑
6h、1v/v％
‑
5v/v％Triton X
‑
100处理1
‑
3h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min；
[0013]第二周期：dH2O处理2
‑
6h、0.02
‑
0.1g/mL脱氧胆酸钠处理10
‑
24h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min、dH2O处理2
‑
6h、1v/v％
‑
5v/v％Triton X
‑
100处理1
‑
3h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min；
[0014]第三周期：dH2O处理2
‑
6h、0.02
‑
0.1g/mL脱氧胆酸钠处理10
‑
24h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min、dH2O处理2
‑
6h、1v/v％
‑
5v/v％Triton X
‑
100处理1
‑
3h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min；
[0015]c)将得到的脱细胞基质进行冷冻干燥得到粉末状脑脱细胞基质dBECM。
[0016]在另一优选例中，利用以下步骤制备甲基丙烯酰化明胶GelMA：
[0017]a')将明胶溶解于PBS溶液中，得到明胶溶液；
[0018]b')将甲基丙烯酸酐MA滴加到明胶溶液中，在40
‑
60℃下搅拌2
‑
3h，加入30
‑
40℃的PBS溶液使反应停止；
[0019]c')用10
‑
14kDa的透析袋将步骤b')所得溶液在45
‑
50℃下透析，以除去未反应的甲基丙烯酸酐MA；
[0020]d')将透析后的溶液离心取上清液，冻干得到泡沫状的甲基丙烯酰化明胶GelMA。
[0021]本专利技术的第二方面，提供第一方面所述的复合水凝胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0022]i.提供LAP溶液；
[0023]ii.将甲基丙烯酰化明胶GelMA、脑脱细胞基质dBECM分别溶解于LAP溶液中得到GelMA溶液、dBECM溶液；
[0024]iii.将GelMA溶液、dBECM溶液混合得到水凝胶预聚溶液；
[0025]iv.用波长405nm的蓝光照射上述预聚溶液20
‑
40s，得到所述复合水凝胶。
[0026]在另一优选例中，复合水凝胶的制备方法包括以下步骤：
[0027]步骤1：利用冻融循环联合化学酶解周期处理的脱细胞方法制备dBECM，然后进行冷冻干燥，得到dBECM粉末并对其灭菌。
[0028]步骤2：利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合水凝胶，其特征在于，所述复合水凝胶由甲基丙烯酰化明胶GelMA、脑脱细胞基质dBECM和光交联引发剂LAP混合后进行光交联得到，其中，GelMA和dBECM的质量比为1∶1
‑
10∶1。2.一种如权利要求1所述的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：i.提供LAP溶液；ii.将甲基丙烯酰化明胶GelMA、脑脱细胞基质dBECM分别溶解于LAP溶液中得到GelMA溶液、dBECM溶液；iii.将GelMA溶液、dBECM溶液混合得到水凝胶预聚溶液；iv.用波长405nm的蓝光照射上述预聚溶液20
‑
40s，得到所述复合水凝胶。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，利用以下步骤制备脑脱细胞基质dBECM：a)冻融循环：将脑组织经液氮冷冻，融化后用PBS溶液清洗，重复冷冻、融化、清洗3
‑
5次；b)在振荡条件下进行化学酶解三个周期处理得到脱细胞基质：第一周期：dH2O处理5
‑
10h、0.02
‑
0.1g/mL脱氧胆酸钠处理10
‑
24h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min、dH2O处理2
‑
6h、1v/v％
‑
5v/v％Triton X
‑
100处理1
‑
3h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min；第二周期：dH2O处理2
‑
6h、0.02
‑
0.1g/mL脱氧胆酸钠处理10
‑
24h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min、dH2O处理2
‑
6h、1v/v％
‑
5v/v％Triton X
‑
100处理1
‑
3h、PBS处理20
‑
60min、DNaseⅠ处理45
‑
90min、PBS处理20
‑
60min；第三周期：dH2O处理2
‑
6h、0.02
‑
0.1g/mL脱氧胆酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌胜，陈曦，王碧雪，张雪薇，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：