一种用于脊髓损伤的水凝胶材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于再生医学技术领域，具体涉及用于一种用于脊髓损伤的水凝胶材料及其制备方法和应用。本发明专利技术以N

【技术实现步骤摘要】
一种用于脊髓损伤的水凝胶材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于再生医学
，具体涉及一种用于脊髓损伤的水凝胶材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]脊髓损伤会导致严重的神经功能障碍，包括瘫痪、大小便失禁和慢性疼痛，进而给患者的家庭和社会带来了巨大的负担。脊髓损伤的病理生理学特征是最初的原发损伤和继发的可治疗的继发性损伤。紧急手术减压结合皮质类固醇治疗继发性的损伤已被广泛应用，旨在挽救神经功能，但是脊髓损伤患者的总体治疗结果仍然很差，需要更有效的治疗方法。
[0003]继发性脊髓损伤会引起电解质异常、活性氧升高和兴奋性氨基酸的释放，进而导致损伤部位的缺血、水肿、细胞坏死和细胞凋亡。其中，自由基诱导的氧化应激可导致脊髓神经元、神经胶质细胞和微血管细胞的损伤；因此，这些有害条件被认为是继发性脊髓损伤的病理生理学的标志。此外，氧化应激可激活中性粒细胞合成致炎细胞因子，从而在继发性脊髓损伤中发挥有害作用。因此，改善脊髓损伤微环境，靶向抑制炎症反应和氧化应激可能成为继发性脊髓损伤治疗干预的有效手段。
[0004]近年来，间充质干细胞来源的小细胞外囊泡在脊髓损伤治疗中受到广泛关注。小细胞外囊泡是由多种免疫原性低、纳米大小的细胞分泌的纳米囊泡组成，其能够通过脑脊髓屏障发挥显著的治疗作用。研究证实了小细胞外囊泡对脊髓损伤的神经保护作用，其中包括神经营养、抗氧化、抗炎和抗凋亡作用。这些发现表明，小细胞外囊泡在脊髓损伤治疗中具有巨大的潜力。然而，小细胞外囊泡不能直接针对损伤部位实现持续释放，且游离小细胞外囊泡不能长时间保留。因此，开发一种联合小细胞外囊泡，保证小细胞外囊泡持续释放，提高脊髓修复效果的水凝胶材料至关重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的提供一种用于脊髓损伤的水凝胶材料及其制备方法和应用，弥补现有技术的不足，运载及缓释小细胞外囊泡，抑制脊髓损伤后局部的氧化应激微环境，提高脊髓损伤的修复效果。
[0006]本专利技术提供了一种用于脊髓损伤的水凝胶材料，包括水凝胶和小细胞外囊泡；
[0007]所述水凝胶包括如下原料：N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和单宁酸。
[0008]优选的，所述N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶和纳米粘土的质量比为25：2：5。
[0009]本专利技术还提供了上述技术方案所述的水凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和水混合，利用光交联法生成第一水凝胶；
[0011]将第一水凝胶与单宁酸混合，得到所述水凝胶；
[0012]将所述水凝胶与所述小细胞外囊泡混合，孵育，得到所述水凝胶材料。
[0013]优选的，所述N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和水的混合物中，N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺的质量浓度为25％、甲基丙烯酸酰化明胶质量浓度为2％，纳米粘土质量浓度为5％。
[0014]优选的，所述第一水凝胶与单宁酸的混合物中单宁酸的质量浓度为5％。
[0015]优选的，所述光交联法包括：将所述N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和水的混合物与光起始剂混合，交联40min。
[0016]优选的，所述第一水凝胶与单宁酸混合的时间为24h。
[0017]优选的，所述孵育包括37℃孵育1h后4℃孵育24h。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述的水凝胶材料在下述a)～e)中任意一种中的应用：
[0019]a)制备治疗脊髓损伤的产品；
[0020]b)制备促进神经再生的产品；
[0021]c)制备促进脊髓损伤后运动功能的恢复的产品；
[0022]d)制备改善脊髓损伤微环境的产品；
[0023]e)制备提高脊髓损伤修复效果的产品。
[0024]本专利技术提供了一种用于脊髓损伤的水凝胶材料，包括水凝胶和小细胞外囊泡；所述水凝胶包括如下原料：N
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丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和单宁酸。本专利技术单宁酸对损伤具有保护作用，尤其可以减轻炎症反应和改善氧化损伤，利用N
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丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶和纳米粘土负载单宁酸，能使单宁酸有效作用于脊髓部分，并且生物相容性好，具备适宜的柔韧度，能承受脊髓周围组织带来的重复压缩力作用而不产生明显形变，并且不会对脊髓周围的组织产生挤压，提高脊髓损伤的修复效果；得到的水凝胶材料具有运载及缓释小细胞外囊泡的作用，既能提高具有神经保护功能的小细胞外囊泡在组织内的驻留时间，提高小细胞外囊泡修复脊髓的疗效，又能抑制脊髓损伤后局部的氧化应激微环境，改善脊髓损伤微环境，进一步提高脊髓损伤的修复效果。
[0025]进一步的，本专利技术通过限定N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和单宁酸的比例，能够最大化的提高水凝胶的机械性能和溶胀性能。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0027]图1为人脐带间充质干细胞来源的小细胞外囊泡透射电镜图，图中标尺：200nm；
[0028]图2为人脐带间充质干细胞来源的小细胞外囊泡NTA检测粒径分布结果；
[0029]图3为人脐带间充质干细胞来源的小细胞外囊泡Western Blot结果；
[0030]图4为实施例3得到的NGL/T水凝胶的表征图，图中标尺：20μm；
[0031]图5为实施例3得到的NGL/T水凝胶的降解性能检测图；
[0032]图6为实施例3得到的NGL/T水凝胶的溶胀性能检测图；
[0033]图7为小细胞外囊泡体外缓释图，其中A为实施例3得到的sEVs
‑
NGL/T中sEVs日释
放曲线，B为实施例3得到的sEVs
‑
NGL/T中sEVs累计释放曲线图；
[0034]图8为激光共聚焦显微镜检测小细胞外囊泡在NGL/T水凝胶中的黏附和分布，图中标尺：10μm。
[0035]图9为脊髓损伤大鼠植入实施例3得到的sEVs
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NGL/T后运动功能评分图；
[0036]图10为脊髓损伤大鼠术后56天的脊髓组织HE染色结果；
[0037]图11为脊髓损伤大鼠术后56天定量分析脊髓损伤后空洞面积统计图，图中标尺：500μm；
[0038]图12植入7天实施例3得到的sEVs
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NGL/T后，脊髓组织免疫荧光染色评估sEVs
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NGL/T水凝胶的体内抗氧化功能，其中A为4
‑
HNE的表达情况，B为8
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OhdG的表达情况，图中标尺：100μm；
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于脊髓损伤的水凝胶材料，其特征在于，包括水凝胶和小细胞外囊泡；所述水凝胶包括如下原料：N
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丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和单宁酸。2.根据权利要求1所述的水凝胶材料，其特征在于，所述N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶和纳米粘土的质量比为25：2：5。3.权利要求1或2所述的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和水混合，利用光交联法生成第一水凝胶；将第一水凝胶与单宁酸混合，得到所述水凝胶；将所述水凝胶与所述小细胞外囊泡混合，孵育，得到所述水凝胶材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺、甲基丙烯酸酰化明胶、纳米粘土和水的混合物中，N
‑
丙烯酰基甘氨酰胺的质量浓度为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，刘中，钱晖，李克威，郭松，董兰兰，吴佩佩，陈深元，金灿，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：