负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术具体涉及一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统及其制备方法和应用，首先通过海藻酸钠、葡萄糖酸钙、氯化钙和水制得的水凝胶，再将人脐带血富血小板血浆和人脐带间充质干细胞球负载于水凝胶中制得该可注射水凝胶系统。其中，利用微球的三维多孔结构为人脐带充质干细胞球的生长提供了空间和支撑，形成人脐带充质干细胞球；再者利用人脐带血富血小板血浆中含有多种生长因子，能够抑制炎症水平，促进人脐带间充质干细胞向软骨分化，从而改善关节软骨损伤的病理微环境，促进关节软骨损伤的修复。本发明专利技术所述可注射水凝胶系统具有良好的临床应用实践及前景，能够为关节软骨损伤的治疗和恢复提供新思路和途径。供新思路和途径。供新思路和途径。

【技术实现步骤摘要】
负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]关节软骨是人体重要的承受力学载荷的组织，其常因外伤、骨性关节炎等引起损伤，临床病症以及退行性病变严重影响了患者的生活质量。但由于关节软骨本身缺乏血液、淋巴、神经和可增殖迁移的未分化细胞，且软骨细胞自身增值能力有限，关节软骨一旦受损便难以自愈，同时病理条件下炎症微环境会加重关节软骨损伤。目前，临床上常规治疗均无法从根本上解决软骨再生难等问题。由于关节软骨自身修复能力有限，体外植入干细胞的替换治疗是较有前景的方案并已有广泛临床试验。但单纯植入干细胞仍会因为关节软骨自身解剖结构不利于保持干细胞的表型、使细胞分布不均匀等，并且损伤处的炎症病理微环境会影响干细胞的性能，甚至导致自身细胞和干细胞受损、死亡等。为解决该疗法现存问题，本专利技术考虑加入支架为细胞增殖生长提供稳定的生长环境，加入生长因子以起到抗炎和促进成软骨的作用。
[0003]本专利技术拟用近年来发展较好的组织工程设计以上解决方案。通过组织工程修复关节软骨的关键在于选取合适的种子细胞、细胞因子及细胞支架，细胞支架材料需要为种子细胞提供接近关节软骨细胞外基质的生长环境。在组织工程中，最初常用软骨细胞进行移植，但软骨细胞易老化、去分化等特性，难以达到关节软骨损伤的远期治疗效果。水凝胶拥有亲水的三维网络结构凝胶，因其存在交联网络，交联度越高，吸水量越低的特性，酷似一种软组织，因此早已被列为潜在的软骨基质替代材料。由于过去生物医学的技术条件限制，传统水凝胶材料在修复关节损伤方面的作用并不能有效发挥，而现阶段通过新型水凝胶材料的开发并将其用于修复软骨损伤已经成为该领域的研究热点之一。水凝胶含水量高、弹性好，且具有一定力学强度，易负载药物和细胞且可模拟细胞外基质，为软骨损伤修复提供合适的微环境，发展前景良好。但目前的合成水凝胶材料多存在稳定性、生物安全性和细胞黏附性不足的问题。基于上述可知，研发出合适形式的细胞支架材料、安全有效、且能够在体内使用的种子细胞和细胞因子是治疗软骨损伤、恢复和再生的关键所在。为此，本专利技术提出了一种能负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，该可注射水凝胶系统能抑制炎症和促进人脐带间充质干细胞定向分化，进而促进关节软骨损伤的恢复。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统及制备方法，其中，该可注射水凝胶系统作为生物相容性好的多孔框架，能够很好地负载人脐带血富血小板血浆和人脐带间充质干细胞球，生物安全性高；并且负载人脐带血富血小板血浆和人脐带间充质干细胞球的可注射水
凝胶能抑制炎症和促进人脐带间充质干细胞定向分化，进而促进关节软骨损伤的恢复。
[0005]本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现：
[0006]一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，包括水凝胶、人脐带血富血小板血浆和人脐带间充质干细胞球。
[0007]进一步的，所述水凝胶中包括海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙，其中海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙的质量比为15～25:3～6:0.5～2。
[0008]进一步的，每毫升水凝胶中含有50～100微升人脐带血富血小板血浆。
[0009]进一步的，所述人脐带血富血小板血浆中的血小板浓度为1000*109/L。
[0010]进一步的，每毫升水凝胶中含有1～5mg人脐带间充质干细胞球。
[0011]进一步的，所述人脐带间充质干细胞球中包括微球和人脐带间充质干细胞，其中每1～5mg微球中含有10万个人脐带间充质干细胞。
[0012]一种如上述负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统的制备方法，包括如下制备步骤：
[0013]步骤一，水凝胶溶解与混合：在室温下，按比例取海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙分别溶解于超纯水中，静置12～24h，再根据海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙的质量比为15～25:3～6:0.5～2，将三者静置后得到的溶液进行充分混合得到混合液，然后在2～4℃下静置2～4h，得到半透明液态物；
[0014]步骤二，水凝胶中加入人脐带血富血小板血浆：加入PBS调节人脐带血富血小板血浆中的血小板浓度为1000*109/L，在室温下，根据每毫升水凝胶中加入50～100微升人脐带血富血小板血浆的比例将人脐带血富血小板血浆与步骤一得到的半透明液态物进行混合搅拌，得到第二混合液；
[0015]步骤三，微球和人脐带间充质干细胞球的制备：(1)取1～5g明胶溶于10～15毫升超纯水中配置成明胶溶液；(2)取80～120毫升液体石蜡，加入1～2g Span80，在40～50℃温度下搅拌均匀，再向其中加入配置好的明胶溶液继续搅拌，观察生成明胶微球，用丙酮洗涤后，用10～15％戊二醛交联，再用超纯水洗涤后，液氮速冻，然后用冻干机冻干，即得到所述微球；(3)向每1～5mg微球中加入10万个人脐带间充质干细胞，使用干细胞球培养基培养22～26h，即得到所述人脐带间充质干细胞球；
[0016]步骤四，人脐带间充质干细胞球加入到水凝胶中：在室温下，根据每毫升第二混合液中加入1～5mg人脐带间充质干细胞球的比例将在步骤三得到的人脐带间充质干细胞球加入到步骤二得到的第二混合液中进行混合，搅拌均匀后，即得到所述可注射水凝胶系统。
[0017]进一步的，在步骤一中，海藻酸钠与超纯水的比例为每1毫升超纯水中加入15～25mg海藻酸钠；葡萄糖酸钙与超纯水的比例为每1毫升超纯水中加入3～5mg葡萄糖酸钙；氯化钙与超纯水的比例为每1毫升超纯水中加入1～2mg氯化钙。
[0018]进一步的，在步骤三中，所述干细胞球培养基为含10％FBS和1％双抗的MEM
‑
α干细胞球培养基。
[0019]在本专利技术中，主要以干细胞的性能来修复和再生关节软骨，另外加入支架和生长因子辅助干细胞有效发挥作用。本专利技术制得的可注射水凝胶和微球均具有高的生物安全性。其中微球可提供三维培养体系，模仿细胞生长过程中微环境的特异性，其多孔结构为细胞提供类似于体内生长的微环境良好的三维环境，可使细胞稳定生长，用于人脐带间充质
干细胞培养，形成人脐带间充质干细胞球；而可注射水凝胶中的海藻酸钠具有高含水量、与天然细胞外基质的相似性、可形成不规则形状以更好地填充缺陷等优势，其作为生物相容性好的多孔框架可以很好的负载脐带间充质干细胞和生长因子。此外在支架中加入含多种生长因子的人脐带血富血小板血浆，因其含有多种生长因子，可起到抗炎和促进人脐带间充质干细胞定向分化的作用。因此，本专利技术制备了一种能负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，该可注射水凝胶系统能抑制炎症和促进人脐带间充质干细胞定向分化，进而促进关节软骨损伤的恢复。
[0020]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，其特征在于：包括水凝胶、人脐带血富血小板血浆和人脐带间充质干细胞球。2.根据权利要求1所述的一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，其特征在于：所述水凝胶中包括海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙，其中海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙的质量比为15～25:3～6:0.5～2。3.根据权利要求2所述的一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，其特征在于：每毫升水凝胶中含有50～100微升人脐带血富血小板血浆。4.根据权利要求3所述的一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，其特征在于：所述人脐带血富血小板血浆中的血小板浓度为1000*109/L。5.根据权利要求2所述的一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，其特征在于：每毫升水凝胶中含有1～5mg人脐带间充质干细胞球。6.根据权利要求5所述的一种负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统，其特征在于：所述人脐带间充质干细胞球中包括微球和人脐带间充质干细胞，其中每1～5mg微球中含有10万个人脐带间充质干细胞。7.一种如权利要求1
‑
6中任一项所述负载富血小板血浆和脐带间充质干细胞球的可注射水凝胶系统的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：步骤一，水凝胶溶解与混合：在室温下，按比例取海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙分别溶解于超纯水中，静置12～24h，再根据海藻酸钠、葡萄糖酸钙和氯化钙的质量比为15～25:3～6:0.5～2，将三者静置后得到的溶液进行充分混合得到混合液，然后在2～4℃下静置2～4h，得到半透明液态物；步骤二，水凝胶中加入人脐带血富血小板血浆：加入PBS调节人脐带血富血小板血浆中的血小板浓度为1000*109/L，在室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪福，梁茵茹，李自伊，赵杰，张晓敏，陈立基，薛明劲，蔡漫琪，陈稼鸿，文思思，
申请(专利权)人：东莞市东南部中心医院，
类型：发明
国别省市：