[發明專利]一種可注射原位生孔水凝膠體系及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201910780496.1
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN110478532B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 蔣欣泉;張文杰;唐艷梅;林思涵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/04;A61L27/24;A61L27/22;A61L27/20;A61L27/56;A61L27/52;A61L27/50;C08J9/26;C08J3/075;C08L89/00;C08L5/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

本發明提供一種可注射原位生孔水凝膠體系及其制備方法和用途，所述可注射原位生孔水凝膠體系以可注射水凝膠作為連續基底相，分離的活細胞和鎂金屬顆粒分布于連續基底相中，所述可注射水凝膠為水凝膠的前驅體或者預聚物，通過交聯后可形成水凝膠。本發明中可注射原位生孔水凝膠體系可在凝膠包載活細胞同時制孔，將水凝膠的可注射性和多孔結構良好結合，對于腔隙性、手術難操作、不規則缺損組織的修復有重要意義；同時鎂金屬顆粒產氣降解后生成鎂離子，可提高凝膠的生物活性，促進組織修復。

技術領域

本發明涉及一種水凝膠領域，特別是涉及一種生物活性水凝膠及其制備方法。

背景技術

水凝膠由于其與天然細胞外基質高度相似的仿生結構，在組織工程和再生醫學領域中得到了廣泛應用，可作為活細胞三維培養及運載系統。與傳統組織工程支架材料相比，可注射水凝膠體系可在微創條件下將干細胞運輸至缺損區，操作簡便高效。然而有研究報道隨水凝膠植入缺損區的干細胞只有1-20％可在宿主體內存活，這是由于水凝膠的高分子聚合網絡結構中保持著大量水分，無相互貫通的多孔結構，不利于營養物質的快速擴散及周圍血管長入，這極大地影響了負載其中的細胞的生物活性及生存狀態，成為擴大水凝膠組織再生應用的一大障礙。

具有多孔結構的水凝膠可通過傳統的模板法、冷凍干燥法、相分離法等制備，但這類方法制備的凝膠均為預成支架型，失去了凝膠的可注射性這一特性，限制了其應用范圍，同時一些方法條件嚴苛，過程復雜，對活細胞不利，無法在載細胞同時制孔。中國專利CN103237565B公開了一種使用氧化海藻酸鹽微球作為制孔劑的方法，同時包載活細胞和制孔微球的水凝膠在注射至體內后微球降解，在凝膠內留下空泡孔隙。這種“原位成孔”的方法使凝膠在注射區內直接生成孔隙結構，從而使凝膠同時具備可注射性和多孔結構。但該方法中微球的降解依賴于長時間組織液的滲透接觸，在有時間限定的條件下會導致凝膠內部微球降解不均一、孔隙不連通，不利于凝膠深部細胞的存活及快速血管化，在報道中亦發現該多孔凝膠在促進骨再生方面效果并不顯著。除此之外，目前尚未有其它方法可在包載活細胞的可注射水凝膠中制備多孔結構。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種可注射原位生孔水凝膠體系及其制備方法和用途，用于解決現有技術中的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明是通過以下技術方案獲得的。

本發明提供一種可注射原位生孔水凝膠體系，所述可注射原位生孔水凝膠體系以可注射水凝膠作為連續基底相，分離的活細胞和鎂金屬顆粒分布于連續基底相中，所述可注射水凝膠為水凝膠的前驅體或者預聚物，通過交聯后可形成水凝膠。

根據本發明技術方案，所述可注射水凝膠選自藻酸鹽、明膠、瓊脂糖、殼聚糖、膠原、絲素蛋白、纖維素、葡萄糖、透明質酸、硫酸軟骨素、基質膠、聚乙烯醇和聚乙二醇及它們的衍生物中的一種或多種水凝膠的前驅體或預聚物。

根據本發明技術方案，分離細胞為選自間充質干細胞、胚胎干細胞、誘導性多功能細胞或成體細胞的一種或多種組合。

根據本發明技術方案，分離的活細胞可通過組織塊貼壁法、機械分離法、消化分離法、懸浮培養法、流式細胞分選法、免疫磁珠分選法獲得。

根據本發明技術方案，所述可注射水凝膠體系中細胞濃度為10⁶-10⁷個/mL。

根據本發明技術方案，所述鎂金屬顆粒的平均粒徑為20μm～100μm。最大粒徑為150μm。所述鎂金屬顆粒包括機械研磨法、霧化法、還原法、電解法等得到的片狀顆粒、球形顆粒。所述鎂金屬顆粒中鎂元素質量分數超過99％。優選地，所述鎂金屬顆粒中鎂元素質量分數超過99.98％。

根據本發明技術方案，所述鎂金屬顆粒在可注射水凝膠體系中的添加量為0.2mg/mL～2.0mg/mL。