藻酸盐-载hDPSCs的GelMA纤维微球及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种壳

【技术实现步骤摘要】
藻酸盐
‑
载hDPSCs的GelMA纤维微球及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医学
，具体涉及一种藻酸盐
‑
载hDPSCs的GelMA纤维微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]牙髓组织是牙齿的重要组成部分，由神经、血管、淋巴管及结缔组织组成，有多种包括成牙本质细胞、成纤维细胞、具有多向分化潜能的干细胞及免疫细胞在内的细胞分布，为牙齿提供营养、感觉以及防御等功能。其四周为坚硬的牙本质包围，与下方的牙周组织仅通过一狭窄的根尖孔相连，是牙髓与外界进行营养与废物交换的主要途径。牙髓的独特结构使得其抵御外界伤害的能力极弱，一旦发生炎症，如深龋、外伤及根尖周疾病引起的牙髓感染，最终坏死的可能性极大，而其自我修复的潜力十分有限。应对牙髓疾患，目前普遍使用的治疗方法为根管治疗，即用非天然材料填充去除坏死组织和感染物的根管，以阻绝病变进一步蔓延，对于消炎止痛是最佳选择。然而，剩余的牙体组织因失去了牙髓的支持而变脆易折，又因为缺乏修复性牙体组织的形成，剩余牙体组织的寿命和功能都大打折扣。
[0003]细胞疗法为不可逆转的组织损伤和病变提供了新的治疗思路，通常在实际应用中，往往需要数量巨大的组织细胞，在众多递送细胞的支架材料中，微球以其比表面积大、可注射性，制备途径多样、材料来源丰富等优越的性能在再生领域中受到广泛研究。
[0004]目前常见应用于牙髓再生的微球有聚合材料和天然材料，其中聚合材料中聚乳酸
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羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLA)、左旋聚乳酸(PLLA)曾受到广泛研究，但研究发现，其酸性降解物带来的酸性环境不利于植入的细胞生存，甚至会引起周围组织的炎症，此外，这些聚合材料的降解速率极慢，也不利于组织的再生与重建。
[0005]天然材料中，GelMA材料生物相容性很高，细胞可以很好的在其中增殖、分化并分泌细胞外基质等蛋白，并且在体内生物降解效果较好。有学者通过静电液滴法制备出载有hDPSCs的GelMA微球，将其置入牙本质小管中并植入免疫缺陷小鼠皮下，验证了其生成牙髓样组织的能力。然而，在载hDPSCs的GelMA微球体外培养的过程中，细胞会逐渐聚集分布于微球的表面，而中心部位不再有活细胞分布，此外，微球会逐渐相互粘接成一整个团块，影响注射效果。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有壳
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核结构的藻酸盐
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载hDPSCs的GelMA纤维微球及其制备方法，其中，壳结构能够保证GelMA纤维微球间的独立性，可有效的解决现有利用GelMA微球制备细胞支架材料时存在的GelMA微球团聚问题，同时，壳层在进入接收液时即固化，有助于核相在未光交联时维持微球形态，此外，在静电液滴法制备过程中，由于有壳层液体的包裹，能有效减少因液体飞溅导致的细胞浪费，很大程度上减少细胞损失；而作为核结构的GelMA纤维微球是由GelMA纺丝纤维片段自身搭建起来的，具有疏松的多孔网状结构，极大的提高了GelMA微球内部的孔隙率，细胞能够分布于整个
GelMA纤维微球，材料的空间利用率大大提升。多孔的GelMA纤维微球结构特性，为搭载细胞提供了适当的包裹和充足的附着位点，为细胞的增殖迁移、新组织和血管的形成提供更多的空间，极大的提升了细胞存活率。
[0007]具体
技术实现思路
如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种藻酸盐
‑
载hDPSCs的GelMA纤维微球，所述藻酸盐
‑
载hDPSCs的GelMA纤维微球具有壳
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核结构；其中，壳结构由凝胶化的藻酸盐构成；
[0009]核结构由GelMA纺丝纤维片段与hDPSCs共同构成，其中，不同所述GelMA纺丝纤维片段，在交叉接触的位点发生交联聚合，形成具有孔隙的GelMA纤维微球，所述hDPSCs均匀分布于所述孔隙中，形成载hDPSCs的GelMA纤维微球。
[0010]可选地，所述GelMA纺丝纤维片段的纤维直径为1μm
‑
16μm，所述GelMA纺丝纤维片段的纤维长度为15μm
‑
60μm。
[0011]可选地，所述核结构的平均粒径为196
‑
197μm；所述壳结构的平均粒径为311
‑
331μm。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种上述第一方面所述的藻酸盐
‑
载hDPSCs的GelMA纤维微球的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0013]S1、用适量的2,2,2
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三氟乙醇将冻干的甲基丙烯酰化明胶溶解，得到质量浓度为10％(w/v)的电纺液；
[0014]S2、将所述电纺液装入静电纺丝机中，调节电纺参数至合适后，制备得到GelMA纺丝纤维膜；
[0015]S3、将所述GelMA纺丝纤维膜浸泡于交联液中，20
‑
24h后，使用PBS缓冲液漂洗被交联液浸泡后的GelMA纺丝纤维膜，得到交联处理后的GelMA纺丝纤维膜；
[0016]S4、将所述交联处理后的GelMA纺丝纤维膜放入PBS缓冲液中，进行超声细胞破碎、离心沉淀，得到GelMA纺丝纤维片段；
[0017]S5、将所述GelMA纺丝纤维片段、引发剂Lap和hDPSCs混合均匀，得到核相前体溶液；
[0018]S6、配置质量浓度为2％w/v的藻酸盐溶液，作为壳相前体溶液；
[0019]S7、调节共轴静电液滴设备的相关参数，核相前体溶液与壳相前体溶液通过共轴静电液滴法以及蓝光照射，制备成具有壳
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核结构的藻酸盐
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载hDPSCs的GelMA纤维微球。
[0020]可选地，所述步骤S2中，所述调节电纺参数包括：调节推注速度为0.5mL/h，调节电压为25kV，注射器针尖据接收装置距离为15cm，接收装置转速为1000转/分。
[0021]可选地，所述步骤S3中，所述交联液由质量体积比为0.47g：0.28g：100mL的EDC、NHS和无水乙醇混合而成。
[0022]可选地，所述步骤S5中，所述引发剂是质量浓度为0.25％w/v的Lap；
[0023]所述GelMA纺丝纤维片段与所述引发剂Lap的体积比为1:1
‑
2。
[0024]可选地，所述核相前体溶液中，所述hDPSCs的浓度为不大于1
×
107cells/mL。
[0025]可选地，所述步骤S7中，调节共轴静电液滴设备的相关参数包括：调节静电正电压为15kV，接受距离为12cm，核层溶液流速为15μL/min，壳层流速为70μL/min，共轴针头内径为25G，外径为16G。
[0026]可选地，所述步骤S7中，核相前体溶液与壳相前体溶液通过共轴静电液滴法以及
蓝光照射，制备成具有壳
‑
核结构的藻酸盐
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种藻酸盐
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载hDPSCs的GelMA纤维微球，其特征在于，所述藻酸盐
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载hDPSCs的GelMA纤维微球具有壳
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核结构；其中，壳结构由凝胶化的藻酸盐构成；核结构由GelMA纺丝纤维片段与hDPSCs共同构成，其中，不同所述GelMA纺丝纤维片段，在交叉接触的位点发生交联聚合，形成具有孔隙的GelMA纤维微球，所述hDPSCs均匀分布于所述孔隙中，形成载hDPSCs的GelMA纤维微球。2.根据权利要求1所述的藻酸盐
‑
载hDPSCs的GelMA纤维微球，其特征在于，所述GelMA纺丝纤维片段的纤维直径为1μm
‑
16μm，所述GelMA纺丝纤维片段的纤维长度为15μm
‑
60μm。3.根据权利要求1所述的藻酸盐
‑
载hDPSCs的GelMA纤维微球，其特征在于，所述核结构的平均粒径为196
‑
197μm；所述壳结构的平均粒径为311
‑
331μm。4.一种上述权利要求1
‑
3任一所述的藻酸盐
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载hDPSCs的GelMA纤维微球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：S1、用适量的2,2,2
‑
三氟乙醇将冻干的甲基丙烯酰化明胶溶解，得到质量浓度为10％(w/v)的电纺液；S2、将所述电纺液装入静电纺丝机中，调节电纺参数至合适后，制备得到GelMA纺丝纤维膜；S3、将所述GelMA纺丝纤维膜浸泡于交联液中，20
‑
24h后，使用PBS缓冲液漂洗被交联液浸泡后的GelMA纺丝纤维膜，得到交联处理后的GelMA纺丝纤维膜；S4、将所述交联处理后的GelMA纺丝纤维膜放入PBS缓冲液中，进行超声细胞破碎、离心沉淀，得到GelMA纺丝纤维片段；S5、将所述GelMA纺丝纤维片段、引发剂Lap和hDPSCs混合均匀，得到核相前体溶液；S6、配置质量浓度为2％w...

【专利技术属性】
技术研发人员：田卫东，王舸，谢利，汤颖峰，张静怡，
申请(专利权)人：成都世联康健生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：