一种可促进创面愈合并减少疤痕形成的可注射复合水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可促进创面愈合并减少疤痕形成的可注射复合水凝胶及其制备方法和应用。以细胞外基质主要成分为原料进行化学改性，并负载间充质干细胞和维替泊芬药物，通过席夫碱反应原位交联形成水凝胶。本发明专利技术的可注射复合水凝胶负载的间充质干细胞能够分泌抗纤维化细胞因子抑制组织纤维化，而维替泊芬能够抑制YAP基因表达防止伤口愈合过程中Engrailed

【技术实现步骤摘要】
一种可促进创面愈合并减少疤痕形成的可注射复合水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医学材料和组织工程领域，具体涉及一种可促进创面愈合并减少疤痕形成的可注射复合水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前医学上治疗疤痕的主要方法可分为手术治疗方法和非手术治疗方法。其中，非手术治疗方法由于侵入性低、损伤小、易操作和恢复时间短等优点，应用更广泛。非手术治疗方法包括物理疗法和药物法。物理疗法主要有激光治疗法、压迫治疗法、放射疗法、冷冻疗法和康复治疗法等。但物理治疗法时间较长，其中激光治疗法只能去除突起的皮肤，不能填平凹下的地方，且激光使用不当还会产生新疤痕或不均匀色斑等问题。在药物法中，一方面是往疤痕内注射曲安奈德、复方倍他米松、泼尼松龙等糖皮质激素类药物。但是，这类药物易引起注射部位皮肤萎缩、毛细血管扩张、局部皮肤色素沉着或脱失等问题。此外，激素类药物会干扰体内色素的正常代谢。另一方面是采用疤痕贴和祛疤药膏，如硅酮凝胶、多磺酸粘多糖乳膏、复方肝素钠尿囊素药膏，减少疤痕形成。而这类药物通常见效慢，容易引发皮肤红肿和疼痛以及过敏现象，有时还会加重疤痕症状。
[0003]间充质干细胞（MSCs）能够分泌抗纤维化细胞因子，降低α
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SMA和I 型胶原基因表达，具有一定的抑制组织纤维化效果，因而具有减少疤痕形成的潜力。然而，已有研究报道表明MSCs治疗疤痕的效果并不显著。背后原因主要是伤口处的微环境不利于干细胞存活并且组织能够清除移植的干细胞，从而不利于干细胞因子的分泌以及作用发挥。此外，单纯依靠干细胞分泌的抗纤维化细胞因子难以完全预防或者减少疤痕的形成。然而，目前尚无相关研究报道和专利申请。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，而提供一种可促进创面愈合并减少疤痕形成的可注射复合水凝胶及其制备方法和应用。所述可注射复合水凝胶由仿生细胞外基质水凝胶支架、干细胞及维替泊芬药物复合而成。其中，仿生细胞外基质水凝胶支架选用细胞外基质主要成分及其衍生物（透明质酸、胶原蛋白或明胶）为原料，经氧化反应和氨基修饰后分别制得氧化透明质酸、碳酰肼胶原蛋白或碳酰肼明胶。该仿生细胞外基质水凝胶支架拥有力学性能好且不易被酶解，能够为干细胞提供相容性环境，满足干细胞生长、增殖以及代谢等需求。同时具有减少疤痕形成的作用。且由于维替泊芬在水凝胶内能够缓慢释放，避免药物与伤口接触的浓度过高，从而延长药效，降低给药频率和临床负担。此外，可注射复合水凝胶能够为伤口提供轻度隔氧条件，为疤痕提供封闭湿润环境有利于胶原重新排列。因此，本专利技术可最大程度发挥仿生水凝胶支架
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干细胞
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维替泊芬三者的作用，协同预防和减少疤痕形成并且促进伤口愈合。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
本专利技术首先提供了一种可促进创面愈合并减少疤痕形成的可注射复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：1）将透明质酸溶解于超纯水中，向其中加入高碘酸钠，室温氧化反应2~3h，再加入0.5mL乙二醇终止反应1h；反应结束后，以超纯水为透析液，将反应液使用3500Da分子量的透析袋透析72h；透析结束后，收集透析袋内液体，转移至聚四氟乙烯容器中，置于
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80℃冰箱中冰冻5h，再在
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50 ℃、1~20Pa的条件下冷冻干燥72h，即获得氧化透明质酸海绵材料；2）将天然高聚物溶解于超纯水中，加入1
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(3
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二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
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羟基琥珀酰亚胺，室温活化反应2h，再加入碳酰肼粉体，室温反应12h；反应结束后，以超纯水为透析液，将反应液使用8000Da分子量的透析袋透析72h；透析结束后，收集透析袋内液体，转移至聚四氟乙烯容器中，置于
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80℃冰箱中冰冻5h，再在
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50 ℃、1~20Pa的条件下冷冻干燥72h，即获得碳酰肼天然高聚物材料；3）将氧化透明质酸海绵材料用超纯水配制为溶液，将碳酰肼天然高聚物材料用超纯水配制为溶液；向氧化透明质酸海绵材料溶液中加入间充质干细胞，得到水凝胶前体溶液1；向碳酰肼天然高聚物材料溶液中加入维替泊芬，得到水凝胶前体溶液2；将水凝胶前体溶液1和水凝胶前体溶液2混合均匀，室温搅拌10~20s，直至混合溶液呈胶状，即得到所述可注射复合水凝胶。
[0006]进一步的，上述步骤1）中，所述透明质酸的用量为1g，所述高碘酸钠的用量为0.25g。
[0007]进一步的，上述步骤2）中，所述天然高聚物选自胶原蛋白、明胶中的任意一种。
[0008]进一步的，上述步骤2）中，所述天然高聚物的用量为9g，所述1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐的用量为8.64g，所述N
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羟基琥珀酰亚胺的用量为0.58g，所述碳酰肼粉体的用量为6.6g。
[0009]进一步的，上述步骤3）中，所述氧化透明质酸海绵材料溶液的浓度为2%~8%，所述碳酰肼天然高聚物材料溶液的浓度为4%~12%。
[0010]进一步的，上述步骤3）中，所述间充质干细胞选自人脂肪间充质干细胞、人骨髓间充质干细胞中的任意一种。
[0011]进一步的，上述步骤3）中，所述水凝胶前体溶液1和水凝胶前体溶液2的体积比为1：1。
[0012]进一步的，上述步骤3）中，所述可注射复合水凝胶中间充质干细胞的浓度为1
×
106~1
×
107个/mL、维替泊芬的浓度为0.01~10mg/mL。
[0013]本专利技术还提供了一种利用上述的制备方法制得的可注射复合水凝胶。
[0014]本专利技术还提供了上述一种可注射复合水凝胶在制备促进创面愈合和/或减少疤痕形成的药物中的应用。
[0015]本专利技术的有益效果为：1）本专利技术提供了一种生物医用材料，以生物相容性良好的高分子材料为基材制备生物降解的可注射复合水凝胶，能实现细胞因子和药物的可控释放。
[0016]2）本专利技术的可注射复合水凝胶能够保持间充质干细胞在体外生长和增殖5天以上，间充质干细胞所分泌的细胞因子能持续释放，促进创面愈合。
[0017]3）本专利技术的可注射复合水凝胶支持维替泊芬缓慢释放7天以上，缩小药物的扩散
面积，降低给药频率，达到更好的疤痕治疗效果并减轻临床负担。
[0018]4）本专利技术的可注射复合水凝胶可用于伤口愈合及预防和减少疤痕形成。
附图说明
[0019]图1：实施例1中制备的仿生水凝胶支架通过30G针头注射器的示意图。
[0020]图2：实施例1中制得的仿生水凝胶支架的微观结构。
[0021]图3：维替泊芬在实施例1制备的仿生水凝胶支架中的释放曲线。
[0022]图4：人骨髓间充质干细胞在实施例2中制备的仿生水凝胶支架中的释放曲线。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可促进创面愈合并减少疤痕形成的可注射复合水凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将透明质酸溶解于超纯水中，向其中加入高碘酸钠，室温氧化反应2~3h，再加入0.5mL乙二醇终止反应1h；反应结束后，以超纯水为透析液，将反应液使用3500Da分子量的透析袋透析72h；透析结束后，收集透析袋内液体，转移至聚四氟乙烯容器中，置于
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80℃冰箱中冰冻5h，再在
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50 ℃、1~20Pa的条件下冷冻干燥72h，即获得氧化透明质酸海绵材料；2）将天然高聚物溶解于超纯水中，加入1
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(3
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二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
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羟基琥珀酰亚胺，室温活化反应2h，再加入碳酰肼粉体，室温反应12h；反应结束后，以超纯水为透析液，将反应液使用8000Da分子量的透析袋透析72h；透析结束后，收集透析袋内液体，转移至聚四氟乙烯容器中，置于
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80℃冰箱中冰冻5h，再在
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50 ℃、1~20Pa的条件下冷冻干燥72h，即获得碳酰肼天然高聚物材料；3）将氧化透明质酸海绵材料用超纯水配制为溶液，将碳酰肼天然高聚物材料用超纯水配制为溶液；向氧化透明质酸海绵材料溶液中加入间充质干细胞，得到水凝胶前体溶液1；向碳酰肼天然高聚物材料溶液中加入维替泊芬，得到水凝胶前体溶液2；将水凝胶前体溶液1和水凝胶前体溶液2混合均匀，室温搅拌10~20s，直至混合溶液呈胶状，即得到所述可注射复合水凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建民，戴佳佳，石贤爱，郑允权，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：