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用于SCI神经元再生和轴突再生的复合水凝胶及其制备方法技术

技术编号:40100240 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-23 17:34
本发明专利技术公开了一种用于促进SCI后神经元再生和轴突再生的复合水凝胶及其制备方法,所述复合水凝胶由脊髓脱细胞基质dECM、胶质细胞源性神经营养因子GDNF、甲基丙烯酰化明胶GelMA和光交联引发剂LAP混合后进行光交联得到。复合水凝胶搭载间充质干细胞获得的再细胞化水凝胶,兼具各组分的优势,通过光交联原位成胶植入小鼠体内后抑制神经炎症反应、促进神经元再生和轴突再生,最终实现脊髓损伤后小鼠功能恢复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物材料和组织工程,具体涉及一种用于sci神经元再生和轴突再生的复合水凝胶及其制备方法。


技术介绍

1、脊髓损伤(spinal cord injury,sci)是指脊髓或椎管末端神经受损后,受损平面以下的运动功能及感受功能受到不同程度的影响甚至完全丧失。临床上脊髓损伤主要分为两类:原发性损伤和继发性损伤。原发性损伤是在损伤发生后不久导致的即时影响,例如创伤、出血、轴突截断、神经细胞体损伤、挫伤和血肿等。继发性损伤是指在原发性损伤基础上发生的多种因素参与的、序列性组织自毁性破坏的过程,主要因素包括:细胞凋亡、微循环障碍、小血管破裂出血和炎症等。在脊髓损伤中继发性损伤产生的组织破坏程度甚至会超过原发性损伤。然而,目前的治疗手段仅能针对相应病症表现进行缓解改善,无法彻底治愈sci。因此,制备一种适宜的生物支架来联合干细胞以促进sci后的组织修复是当务之急。

2、间充质干细胞(mesenchymal stem cells,mscs)是来源于中胚层的一类非造血系统多能干细胞,具有自我更新和多向分化潜能,可由微环境中的细胞因子和生长因子等物质调控并诱导分化成不同功能的细胞,包括神经元和神经胶质细胞。骨髓间充质干细胞因为具有易于采集、易于保存和运输、无异体排斥、刺激组织再生、调节免疫功能等诸多优点而成为了神经修复与再生医学的研究热点。已有研究证明,骨髓间充质干细胞可以通过分化作用和旁分泌作用修复神经损伤并改善损伤部位的功能。

3、生物支架的制备是组织工程学研究的重要内容之一。脱细胞基质无免疫原性且具有优异的仿生性、生物相容性和细胞粘附性,可为细胞迁移、增殖、分化和生长提供适宜微环境,已被广泛用作组织工程的支架材料。由于这些优异特性,脱细胞基质材料在组织工程中常用作细胞培养的三维载体,用于促进器官或组织的修复再生。

4、胶质细胞源性神经营养因子(glial cell derived neurotrophic factor,gdnf)是一种在中枢神经系统中表达的营养因子,研究表明gdnf能有效地诱导脊髓固有轴突再生并促进中枢神经系统功能恢复,这使补充gdnf成为治疗神经系统疾病的一种有前途的治疗方法。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种用于sci神经元再生和轴突再生的复合水凝胶及其制备方法。

2、本专利技术的第一方面,提供一种复合水凝胶,所述复合水凝胶由脊髓脱细胞基质decm、胶质细胞源性神经营养因子gdnf、甲基丙烯酰化明胶gelma和光交联引发剂lap混合后进行光交联得到,其中,

3、lap和gelma的质量比为1∶5-1∶35;

4、gelma和decm的质量比为1∶1-10∶1;

5、decm和gdnf的质量比为20∶1-200∶1。

6、本专利技术的复合水凝胶的孔径在50-90μm的范围内,该孔径有利于细胞粘附和增长,适宜于封装间充质干细胞。

7、在另一优选例中,lap和gelma的质量比为1∶15-1∶25,较佳为1∶20。

8、在另一优选例中,gelma和decm的质量比为3:1-8:1,较佳为5:1。

9、在另一优选例中,decm和gdnf的质量比为50∶1-150∶1,较佳为100:1。

10、在另一优选例中,利用化学酶解法处理脊髓组织制备脊髓脱细胞基质decm。

11、在另一优选例中,gdnf粉末纯度≥95%。

12、在另一优选例中,甲基丙烯酰化明胶gelma中氨基取代度为20%-45%,较佳为25%-35%,更佳为30%。

13、本专利技术的第二方面,提供第一方面所述的复合水凝胶的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:

14、i.提供lap溶液;

15、ii.将甲基丙烯酰化明胶gelma溶解于lap溶液中得到gelma溶液;

16、iii.将脊髓脱细胞基质decm溶解于gelma溶液中得到decm/gelma溶液,将gdnf溶解于decm/gelma溶液得到水凝胶预聚溶液;或将脊髓脱细胞基质decm与gdnf交联得到decm-gdnf,随后将decm-gdnf溶解于gelma溶液中得到水凝胶预聚溶液;

17、iv.用蓝光照射上述预聚溶液40-90s,得到所述复合水凝胶。

18、在另一优选例中,复合水凝胶的制备方法包括以下步骤:

19、步骤1:利用化学酶解处理的脱细胞方法制备decm,然后进行冷冻干燥,得到decm粉末并对其灭菌。

20、步骤2:将泡沫状gelma(氨基取代度为20%-45%)溶于lap溶液中并搅拌至溶解,得到gelma溶液。

21、步骤3:将decm粉末溶于gelma溶液中并搅拌均匀,得到decm/gelma溶液,将decm/gelma溶液加入含有gdnf粉末(纯度≧95%)的离心管中混合均匀得到预聚溶液;

22、或者,将脊髓脱细胞基质decm粉末与gdnf粉末(纯度≧95%)在edc交联液中交联得到decm-gdnf;将decm-gdnf溶解于gelma溶液中并搅拌均匀,得到decm-gdnf/gelma预聚溶液。

23、步骤4:用蓝光照射上述预聚溶液40-90s,形成复合水凝胶。

24、在另一优选例中,decm粉末的灭菌方式为紫外线照射24-48h或者钴源辐照灭菌,lap溶液和gelma溶液采用0.22μm针头式过滤器过滤除菌,且灭菌后的操作均为无菌操作。

25、在另一优选例中,利用以下步骤制备脊髓脱细胞基质decm:

26、a)在振荡条件下进行化学酶解处理得到脱细胞基质:

27、dh2o处理5-10h、0.01-0.2g/ml脱氧胆酸钠处理12-24h、pbs处理30-80min、dnaseⅰ处理40-90min、pbs处理30-60min、dh2o处理2-6h、1v/v%-5v/v%triton x-100处理1-4h、pbs处理30-60min、dnaseⅰ处理40-90min、pbs处理30-60min;

28、b)将得到的脱细胞基质进行冷冻干燥得到粉末状脊髓脱细胞基质decm。

29、在另一优选例中,利用以下步骤制备脊髓脱细胞基质decm:

30、a)在振荡条件下进行化学酶解处理得到脱细胞基质:

31、dh2o处理6-8h、0.02-0.1g/ml脱氧胆酸钠处理14-20h、pbs处理40-60min、dnaseⅰ处理50-80min、pbs处理40-60min、dh2o处理3-5h、1v/v%-4v/v%triton x-100处理2-3h、pbs处理40-60min、dnaseⅰ处理50-80min、pbs处理40-60min;

32、b)将得到的脱细胞基质进行冷冻干燥得到粉末状脊髓脱细胞基质decm。

33、在另一优选例中,所述lap溶液为lap的pbs本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合水凝胶,其特征在于,所述复合水凝胶由脊髓脱细胞基质dECM、胶质细胞源性神经营养因子GDNF、甲基丙烯酰化明胶GelMA和光交联引发剂LAP混合后进行光交联得到,其中,

2.一种如权利要求1所述的复合水凝胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,利用以下步骤制备脊髓脱细胞基质dECM:

4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述LAP溶液为LAP的PBS溶液,浓度为0.0020-0.0075g/ml。

5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤ii)中,

6.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤iii)中,

7.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤iv)中,所述预聚溶液中dECM、GDNF、GelMA、LAP的含量分别为5-30mg/ml、1-1000μg/ml、30-120mg/ml、0.0020-0.0075g/ml。

8.一种再细胞化水凝胶,其特征在于,包含权利要求1所述的复合水凝胶以及间充质干细胞。

9.如权利要求1所述的复合水凝胶或权利要求8所述的再细胞化水凝胶的用途,其特征在于,用于制备治疗脊髓损伤的材料。

...

【技术特征摘要】

1.一种复合水凝胶,其特征在于,所述复合水凝胶由脊髓脱细胞基质decm、胶质细胞源性神经营养因子gdnf、甲基丙烯酰化明胶gelma和光交联引发剂lap混合后进行光交联得到,其中,

2.一种如权利要求1所述的复合水凝胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,利用以下步骤制备脊髓脱细胞基质decm:

4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述lap溶液为lap的pbs溶液,浓度为0.0020-0.0075g/ml。

5.如权利要求2所述的制备方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘昌胜陈曦刘佳尚严睿佳王碧雪
申请(专利权)人:华东理工大学
类型:发明
国别省市:

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