石墨烯量子点镊诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料的制备方法技术

石墨烯量子点镊诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料的制备方法，它涉及诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料的制备方法。方法：一、制备GQDs溶液；二、合成纳米水凝胶液；三、纯化及固态；四、静电纺丝溶液；五、构建组织诱导性材料；六、静电纺丝、干燥、紫外交联和灭菌。本发明专利技术制备所得材料，具有生物安全性，能够自主捕获MSC归巢到糖尿病性局部组织，利用石墨烯量子点稳定释放CXCL

【技术实现步骤摘要】
石墨烯量子点镊诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料的制备方法。

技术介绍

[0002]根据国际糖尿病联盟组织（IDF）预测：2015年全球约有4.15亿糖尿病患者，2045年全球患糖尿病的人数将达到6.42亿，因糖尿病而导致的年死亡人数为500万/年，全球每年因糖尿病而消耗的医疗费用至少6730亿美元，患者家庭经济负担非常沉重。研究发现，糖尿病患者小（微）动脉常发生微血栓而导致组织缺血缺氧，皮肤溃疡是糖尿病常见的并发症，尽管多种方法被用于治疗糖尿病皮肤溃疡，但是糖尿病皮肤溃疡的治愈率依然很低，促进糖尿病足等并发症修复是国内外致力攻克的医学难题。
[0003]慢性损伤会破坏皮肤的完整性，基于纳米和超细纤维的生物材料可以作为细菌感染的屏障，保持适当的湿度并吸附渗出液，通过模仿细胞外基质加速组织损伤的愈合过程，并支持受损组织的重建。聚已内酯（PCL）等高分子化合物具有优异的生物相容性和生物降解性，PCL通过提供防止水分流失和环境的疏水屏障，对药物相容性和药物释放动力学产生积极影响。静电纺丝PCL纳米生物材料能充分模拟细胞外基质，发挥较好的细胞攀爬、血管新生、抗菌排毒等支架作用，加速伤口的愈合过程。
[0004]石墨烯量子点（Graphene quantum dots，GQD）颗粒直径＜100.0nm，具备优异光学性能和高度生物相容性、低细胞毒性等特点，在生物制药、药物输送系统、组织工程等领域具有广泛应用价值。添加GQD可用于改善静电纺丝聚合物的机械张力和物理性能。GQDs作为增强剂，能够提高静电纺丝纳米纤维的机械性能和拉伸力。石墨烯良好的载药功能，静电纺丝优异的三维纳米纤维网络很好模拟细胞外基质，有利于细胞攀附、血管新生、神经纤维生长，促进伤口愈合。
[0005]人体内含有间充质干细胞（MSC）、血管内皮细胞等许多与伤口修复有关的细胞，若激发机体细胞活性，招募细胞归巢到伤口周围，可以分化为皮肤组织、血管等结构，加速伤口愈合，并对降低治疗成本起到积极作用。诱导血管内或者组织间MSC迁移至目标组织的过程是MSC进行再生修复和血管新生的关键。高糖环境下，捕获组织内MSC能有效促进MSC生物材料血管化和组织再生修复。但是，如何促进生物材料血管化，发挥自主捕获、招募细胞的效力还需要深入研究。石墨烯敷料支架具有良好的抗菌、调节免疫、血管生成、基质重塑作用，以及很好的细胞相容性，石墨烯联合MSC将有效促进皮肤溃疡修复过程，是非常有前景的皮肤替代物。粒径＜100.0nm的GQDs对细胞没有明显的毒性，且容易被细胞内吞。因此石墨烯纳米复合材料在生物医学、载药给药体系、细胞内分子分析和临床基因治疗等的广阔应用前景。
[0006]趋化因子是对细胞归巢有重要作用的一类细胞因子，其家族成员趋化因子
‑
8（CXCL
‑
8），具有招募细胞归巢，促进血管新生的重要作用，是正常伤口愈合过程的关键因子。糖尿病组织区域，CXCL
‑
8等细胞因子大量减少，细胞归巢能力降低，伤口迁延愈合。
[0007]虽然静电纺丝纳米纤维、量子点、趋化因子和间充质干细胞分别在构建生物材料、招募细胞归巢、促进组织损伤修复分别有各自的效果，但是，以静电纺丝纳米纤维富载GQDs/CXCL
‑
8颗粒，构建成GQDs/CXCL
‑
8诱导性生物材料，在自主捕获招募间充质干细胞归巢、促进生物材料血管化等相关研究尚无报道。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的是制备具有高效模拟细胞外基质、有效生物力学、良好生物学活性、稳定递送CXCL
‑
8的石墨烯载药体系、适合细胞生存和诱导宿主细胞归巢分化的石墨烯量子点镊诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料，为深入研发具有捕获细胞功能，促血管新生作用的生物缓释敷料奠定研究基础，为糖尿病足等缺血性溃疡的治疗寻求解决途径，开发其治疗价值和商业价值。
[0009]石墨烯量子点镊诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料的制备方法，它按以下步骤实现：一、制备GQDs溶液：将5
‑
10g柠檬酸（CA）粉末放入微波炉，1000W功率下热解80
‑
90 min，得到深棕色液体，然后倒入10
‑
20 ml的1mol/L NaOH溶液中，于4℃下搅拌30min，获得GQDs溶液；二、合成GQDs/CXCL
‑
8纳米水凝胶液：28℃下将100mmol
‑
200mmol CXCL
‑
8、8.717μmol
‑
17.434mmol N,N二乙基丙烯酰胺、129.7μmol
‑
259.4μmol N,N'
‑
甲基双丙烯酰胺和87.67μmol
‑
175.34μmol过二硫酸铵溶解于5mL
‑
10mL去离子水中，超声处理器处理4
‑
8h，然后转移到含有环己烷的圆底烧瓶中并加入span80均匀化，获得GQDs/CXCL
‑
8纳米水凝胶液；三、纯化及固态：磁力搅拌器连续搅拌上述GQDs/CXCL
‑
8纳米水凝胶液，加入50
‑
100μL N,N,N',N'
‑
四甲基乙二胺，于氮气下聚合反应6
‑
12h，所得沉淀产物经洗涤离心后置于透析袋中，然后在磁力搅拌器上常温下透析3天，获得纯化的GQDs/CXCL
‑
8纳米水凝胶液，经真空冷冻干燥，获得GQDs/CXCL
‑
8纳米水凝胶颗粒；四、配置静电纺丝溶液：将135.0
‑
270.0mg聚已内酯和45.0
‑
90.0mg胶原蛋白溶解于1ml六氟异丙醇中，于室温下磁力搅拌2
‑
4h，然后加入30
‑
60μlTween80并磁力搅拌1
‑
2h，再以的0.05
‑
0.08mg/min速度加入2.0
‑
3.0mg GQDs/CXCL
‑
8纳米水凝胶颗粒并磁力搅拌4
‑
5h，然后超声分散，获得静电纺丝溶液；五、构建组织诱导性材料：上述静电纺丝溶液置于27号针头注射器中，以承载ADM（脱细胞真皮基质）的铝箔纸作为接收载体，采用静电纺丝机进行包裹ADM的GQDs/CXCL
‑
8水凝胶
‑
聚已内酯
‑
胶原蛋白纳米纤维生物材料的制备；六、静电纺丝、干燥、紫外交联和灭菌：上述包裹ADM的GQDs/CXCL
‑
8水凝胶
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聚已内酯
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胶原蛋白纳米纤维生物材料，经真空冷冻干燥、紫外交联和灭菌后，获得石墨烯量子点镊诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.石墨烯量子点镊诱捕宿主细胞归巢的组织诱导性纳米纤维生物材料的制备方法，其特征在于它按以下步骤实现：一、制备GQDs溶液：将5
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10g柠檬酸粉末放入微波炉，1000W功率下热解80
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90 min，得到深棕色液体，然后倒入10
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20 ml的1mol/L NaOH溶液中，于4℃下搅拌30min，获得GQDs溶液；二、合成GQDs/CXCL
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8纳米水凝胶液：28℃下将100mmol
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200mmol CXCL
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8、8.717μmol
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17.434mmol N,N二乙基丙烯酰胺、129.7μmol
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259.4μmol N,N'
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甲基双丙烯酰胺和87.67μmol
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175.34μmol过二硫酸铵溶解于5mL
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10mL去离子水中，超声处理器处理4
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8h，然后转移到含有环己烷的圆底烧瓶中并加入span80均匀化，获得GQDs/CXCL
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8纳米水凝胶液；三、纯化及固态：磁力搅拌器连续搅拌上述GQDs/CXCL
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8纳米水凝胶液，加入50
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100μL N,N,N',N'
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四甲基乙二胺，于氮气下聚合反应6
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12h，所得沉淀产物经洗涤离心后置于透析袋中，然后在磁力搅拌器上常温下透析3天，获得纯化的GQDs/CXCL
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8纳米水凝胶液，经真空冷冻干燥，获得GQDs/CXCL
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8纳米水凝胶颗粒；四、配置静电纺丝溶液：将135.0
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270.0mg聚已内酯和45.0
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90.0mg胶原蛋白溶解于1ml六氟异丙醇中，于室温下磁力搅拌2
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4h，然后加入30
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60μlTween80并磁力搅拌1
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2h，再以的0.05
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0.08mg/min速度加入2.0
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3.0mg GQDs/CXCL
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8纳米水凝胶颗粒并磁力搅拌4
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5h，然后超声分散，获得静电纺丝溶液；五、构建组织诱导性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，沈雷，何军，刘丹阳，王洋，王璐璐，李永涛，李鹏辉，
申请(专利权)人：齐齐哈尔医学院，
类型：发明
国别省市：