一种含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜及其在糖尿病创面修复敷料中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜及其在糖尿病创面修复敷料中的应用，属于生物医用材料和再生医学技术领域。该含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，具有这样的特征，包括：水凝胶以及纳米细胞囊泡，其中，将水凝胶制备成水凝胶膜片，然后通过扩散杂交法将纳米细胞囊泡加载到水凝胶膜片中，得到含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜。该含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜具有优异的促细胞增殖、迁移、成管抗炎、抗氧化和抗菌性能，并能按需降解，能够显著加快糖尿病创面的愈合。病创面的愈合。病创面的愈合。

【技术实现步骤摘要】
一种含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜及其在糖尿病创面修复敷料中的应用


[0001]本专利技术涉及一种生物医用材料和再生医学
，具体涉及一种含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜及其在糖尿病创面修复敷料中的应用。

技术介绍

[0002]糖尿病是一类以慢性高血糖症状为主要特征的代谢性疾病，是目前全球最大流行病之一。糖尿病可引起许多并发症，约15％慢性糖尿病患者可发生糖尿病难愈合伤口。糖尿病难愈合创面已成为截肢的重要原因，其治疗周期长、费用高，且患者生活质量较差。伤口愈合是一个复杂的生物过程，其发生在创伤、烧伤或糖尿病溃疡后的皮肤组织。正常创面愈合过程包括四个阶段：止血、炎症、增殖和重塑。期间有多种细胞因子及生长因子参与。当愈合过程受到一些因素干扰时，例如微生物入侵或某些疾病将会导致伤口无法愈合并成为慢性伤口，如糖尿病伤口。通常，糖尿病会导致血管生成异常，持续炎症，肉芽组织形成不足，胶原含量减少等。
[0003]间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有良好的再生能力，被认为适合于组织再生和伤口修复。然而，在以往的皮肤创面愈合研究中，都是将干细胞局部移植到创面或创面周围，存在着存活率低、细胞去向不可预测、细胞滞留率低、移植后移植率低等局限性。有研究表明MSCs
‑
Exo具有与MSCs自身相似或更大的组织修复功能。更重要的是，与干细胞移植相比，Exo介导的无细胞治疗具有更大的稳定性和贮存性，无异位组织发育的风险，免疫反应的可能性更低。但由于大多数哺乳动物细胞分泌的Exo数量相对较少，且纯化过程繁琐，此外，快速、高效和可扩展的富集生产方法的缺乏，这致使Exo的研究和使用仍然受到限制。
[0004]水凝胶由于其温和的加工条件和掺入许多生物活性剂的能力，为伤口敷料提供了巨大的优势。水凝胶可用于递送已知可加速伤口愈合的生物活性分子，通过促进血管生成和再上皮化，以及新的细胞外基质(ECM)的产生和成熟，最大化的发挥生物活性分子对受损皮肤的治疗潜力。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜及其在糖尿病创面修复敷料中的应用。
[0006]本专利技术提供了一种含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，具有这样的特征，包括：水凝胶以及纳米细胞囊泡，其中，将水凝胶制备成水凝胶膜片，然后通过扩散杂交法将纳米细胞囊泡加载到水凝胶膜片中，得到含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜。
[0007]在本专利技术提供的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜中，还可以具有这样的特征：其中，水凝胶以质量百分比计，其制备原料包括：
[0008]单体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
5％；
[0009]牛血清蛋白
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.5
‑
5％；
[0010]交联剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ0‑
1％；
[0011]余量为PBS，
[0012]单体为A型明胶和/或B型明胶。
[0013]在本专利技术提供的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜中，还可以具有这样的特征：其中，水凝胶的制备方法包括以下步骤：将300mg单体的颗粒放入6mL PBS中置在40℃恒温水浴磁力搅拌装置之上搅拌直到彻底溶解得到单体溶液；将150mg或300mg牛血清蛋白溶解在2mL的PBS中，并在室温下搅拌至完全溶解，得到牛血清蛋白溶液；取8mg交联剂溶解于2mLPBS中，制备成交联剂溶液；将单体溶液、牛血清蛋白溶液以及交联剂溶液混合在一起并搅拌5min，得到水凝胶。
[0014]在本专利技术提供的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜中，还可以具有这样的特征：其中，单体为A型明胶，胶强度为100～500g Bloom，交联剂选自戊二醛、甲醛、京尼平和甲基丙烯酰胺中的一种或几种。
[0015]在本专利技术提供的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜中，还可以具有这样的特征：其中，将水凝胶制备成水凝胶膜片的过程如下：将水凝胶加入到模具中，然后在10
‑
40℃下反应2
‑
10h，得到水凝胶膜片。
[0016]在本专利技术提供的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜中，还可以具有这样的特征：其中，将纳米细胞囊泡加载到水凝胶膜片中的过程为：将水凝胶膜片按照0.01g：0.5mL的质量体积比浸泡在纳米细胞囊泡溶液中，该纳米细胞囊泡溶液的浓度为0.2mg/mL，通过分子的扩散运动将纳米细胞囊泡加载并固定在水凝胶膜片中，得到最终的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜。
[0017]在本专利技术提供的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜中，还可以具有这样的特征：其中，纳米细胞囊泡的制备过程包括：提取骨髓间充质干细胞，然后用0.25％胰酶消化于离心管中1000r离心5min，吸出上清液，用PBS重悬细胞，调整细胞密度为1
×
106个/mL。使用微型挤出机将细胞悬浮液依次通过5μm、1μm、0.2μm聚碳酸酯膜，每种膜挤压15次。最终挤压样品在4℃下10000g离心10min以除去细胞碎片和微囊，将离心样品在室温下用100kDa离心过滤器1000g浓缩15min后用等量PBS重悬样品再次离心，重复3次。
[0018]在本专利技术提供的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜中，还可以具有这样的特征：其中，提取骨髓间充质干细胞的过程包括：取0～3日龄C57BL/6J乳鼠，乳鼠被吸入二氧化碳安乐死；在无菌环境下取乳鼠四肢股骨和胫骨放入抗凝缓冲溶液中，将乳鼠四肢股骨和胫骨转移至配置好的Ⅰ型胶原酶溶液中并用眼科剪刀切成约1mm大小的块，在震荡培养箱37℃200r震荡1h后取出300g离心10min；最后，收集原代骨髓间充质干细胞，使用骨髓间充质干细胞完全培养基重悬细胞，并在37℃和5％二氧化碳下培养；孵育2
‑
3天后，去除非贴壁细胞，每2
‑
3天更新一次培养基；在约80
‑
90％的细胞融合度下，细胞用0.25％的胰蛋白酶
‑
EDTA消化并按照1:2传代，第三代细胞作为提取的骨髓间充质干细胞。
[0019]本专利技术还提供了上述含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜在糖尿病创面修复敷料中的应用。
[0020]在本专利技术提供的上述应用中，还可以具有这样的特征：其中，含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜在使用时，通过缓慢降解实现纳米细胞囊泡的缓释。
[0021]专利技术的作用与效果
[0022]根据本专利技术所涉及的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜及其在糖尿病创面修复敷料中的应用，因为通过扩散杂交法将纳米细胞囊泡加载到水凝胶膜片中，从而得到含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜(NV@BSA
‑
GEL)，因此，该水凝胶膜具有优异的促细胞增殖、迁移、成管抗炎、抗氧化和抗菌性能，并能按需降解，可缓释纳米细胞囊泡(NV)，能够显著加快糖尿病创面的愈合。
[0023]另外，糖尿病创伤暴露在高血糖、缺氧和氧化应激升高的环境中，这对皮肤细胞的迁移和生存提出了挑战。创面敷料应促进这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，其特征在于，包括：水凝胶以及纳米细胞囊泡，其中，将所述水凝胶制备成水凝胶膜片，然后通过扩散杂交法将所述纳米细胞囊泡加载到所述水凝胶膜片中，得到含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜。2.根据权利要求1所述的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，其特征在于：其中，所述水凝胶以质量百分比计，其制备原料包括：单体2
‑
5％；牛血清蛋白0.5
‑
5％；交联剂0
‑
1％；余量为PBS，所述单体为A型明胶和/或B型明胶。3.根据权利要求2所述的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，其特征在于：其中，所述水凝胶的制备方法包括以下步骤：将300mg单体的颗粒放入6mLPBS中置在40℃恒温水浴磁力搅拌装置之上搅拌直到彻底溶解得到单体溶液；将150mg或300mg牛血清蛋白溶解在2mL的PBS中，并在室温下搅拌至完全溶解，得到牛血清蛋白溶液；取8mg交联剂溶解于2mLPBS中，制备成交联剂溶液；将所述单体溶液、所述牛血清蛋白溶液以及所述交联剂溶液混合在一起并搅拌5min，得到所述水凝胶。4.根据权利要求2所述的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，其特征在于：其中，所述单体为A型明胶，胶强度为100～500g Bloom，所述交联剂选自戊二醛、甲醛、京尼平和甲基丙烯酰胺中的一种或几种。5.根据权利要求2所述的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，其特征在于：其中，将所述水凝胶制备成所述水凝胶膜片的过程如下：将所述水凝胶加入到模具中，然后在10
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40℃下反应2
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10h，得到所述水凝胶膜片。6.根据权利要求1所述的含有纳米细胞囊泡的水凝胶膜，其特征在于：其中，将所述纳米细胞囊泡加载到所述水凝胶膜片中的过程为：将所述水凝胶膜片按照0.01g：0.5mL的质量体积比浸泡在纳米细胞囊泡溶液中，该纳米细胞囊泡溶液的浓度为0.2mg/mL，通过分子的扩散运...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洁，武艳，李玉林，苏梦，李梦，张世豪，卢正茂，张梦亚，袁晓环，张停琳，吴丽丽，陈翠敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军军医大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：