[發(fā)明專利]一種緩釋MSC來源外泌體的抗菌損傷修復(fù)微針的制備方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011309463.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN112315980A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙遠(yuǎn)錦;甘璟璟;王月桐;商珞然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京鼓樓醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61K35/28
• 分類號(hào): A61K35/28;A61K33/38;A61K9/00;A61K47/36;A61K47/42;A61P17/02;A61P31/04;A61P3/10;A61M37/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王楠

本發(fā)明提供一種緩釋MSC來源外泌體的抗菌損傷修復(fù)微針，包括基板與固定于基板上的微針單元，所述的基板為具有摻入硝酸銀的可溶性高分子聚合物，所述的微針單元為負(fù)載MSC來源外泌體的生物可降解材料。本發(fā)明通過采用蝕刻技術(shù)制備的PDMS模具，構(gòu)建出微針單元負(fù)載MSC?exo同時(shí)基板含有抗菌金屬納米顆粒的損傷修復(fù)微針，作用于皮膚后，MSC?exo能夠緩釋釋放發(fā)揮抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，加速血管新生、改善創(chuàng)面氧化炎癥環(huán)境，同時(shí)基板中的抗菌金屬納米顆粒具有防治細(xì)菌感染的功效，加速皮膚慢性傷口愈合，使MSC?exo及抗菌金屬納米顆粒可在原位達(dá)到治療最小劑量，實(shí)現(xiàn)無痛、安全、自主給藥。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，不需大型儀器，藥物攜載量高，安全實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微針載藥釋放技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緩釋MSC來源外泌體的抗菌損傷修復(fù)微針的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

糖尿病是一種高發(fā)病率的代謝性疾病，由血糖異常積累而導(dǎo)致神經(jīng)病變和動(dòng)脈損傷等病理過程，長(zhǎng)期影響患者的健康和生活質(zhì)量。高血糖引起的微血管功能障礙是糖尿病并發(fā)癥的主要原因之一，導(dǎo)致傷口缺血進(jìn)而延遲愈合。傷口愈合一般分為炎癥、增殖和基質(zhì)重構(gòu)三個(gè)經(jīng)典階段，需要血管為參與愈合過程的細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣支持。因此，增強(qiáng)糖尿病患者傷口處的血管生成和重建是加速修復(fù)愈合的關(guān)鍵。此外，血液循環(huán)不良、營(yíng)養(yǎng)不足和炎癥反應(yīng)通常會(huì)導(dǎo)致微生物，特別是金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的感染，進(jìn)一步延緩損傷處的修復(fù)愈合。傳統(tǒng)的生長(zhǎng)因子治療，如堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF）和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）可加快糖尿病創(chuàng)面血管化的速度。然而由于給藥方式、劑量控制和治療費(fèi)用高昂等因素極大的限制它們的使用規(guī)模。因此，糖尿病創(chuàng)面治療迫切需要抗菌聯(lián)合促血管生成的新策略。

外泌體（exosomes，exo）是細(xì)胞分泌的一種納米級(jí)小囊泡，大小為40～100 nm，包裹多種生物活性分子的脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞因子、mRNA及l(fā)ncRNA等小分子RNAs。它們可介導(dǎo)細(xì)胞之間的信號(hào)傳導(dǎo)，參與免疫應(yīng)答，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，血管新生，凋亡，衰老，廢物處理等生理過程。不同細(xì)胞來源的外泌體所含有的RNAs和蛋白成分不盡相同，可作為多種疾病的早期診斷標(biāo)記物，也能作為靶向藥物的載體進(jìn)行疾病治療。

間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體（MSC-exo）作為一種重要的生物活性分子，具有類似于MSC的免疫調(diào)節(jié)、組織修復(fù)等多種功能。與MSC相比，外泌體具有誘發(fā)免疫排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)低、穩(wěn)定性高、易于存儲(chǔ)等優(yōu)勢(shì)，近年來在傷口愈合中受到廣泛關(guān)注，具有廣闊的應(yīng)用前景。有報(bào)道稱，人脂肪干細(xì)胞（ADSCs）來源的外泌體能夠調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的功能，加速皮膚傷口的愈合。另一項(xiàng)研究證實(shí)了人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞（hUCB-MSCs）來源的外泌體可有效促進(jìn)血管生成促進(jìn)創(chuàng)面愈合作用。然而，反復(fù)凍融外泌體會(huì)導(dǎo)致外泌體聚集、膜破裂或數(shù)量減少，此外其在體內(nèi)能被快速清除、半衰期相對(duì)較短，游離外泌體的活性無法長(zhǎng)久維持也將影響其治療效果。因此，開發(fā)一種生物相容性載體以維持藥物活性和持續(xù)釋放對(duì)基于外泌體的創(chuàng)傷愈合治療至關(guān)重要。

微針是透皮吸收給藥的物理促滲方法之一，可以穿透皮膚角質(zhì)層，在皮膚上創(chuàng)造微米尺度的通道，增強(qiáng)皮膚滲透性，使藥物不經(jīng)注射便可進(jìn)入血液循環(huán)局部藥物持續(xù)。此外微針提高藥物的吸收率的同時(shí)不在皮膚表面留下傷口，實(shí)現(xiàn)藥物緩釋，可作為一種有效的藥物/細(xì)胞傳遞支架材料在傷口愈合和組織器官功能的重建中得到廣泛應(yīng)用。生物可降解高分子材料具有較高的藥物及細(xì)胞包埋率，可加載生物活性分子如細(xì)胞因子、抗氧化劑、干細(xì)胞等，通過溶解炎癥、誘導(dǎo)血管生成來加速糖尿病創(chuàng)面愈合。微針與其他給藥方式相比具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，是一種無痛、安全、自主的給藥方式。然而，同時(shí)兼具M(jìn)SC外泌體緩釋和抗菌功能的微針尚未開發(fā)。

因此，在本發(fā)明中，我們以摻入納米抗菌顆粒的高分子聚合物為基板，負(fù)載MSC-exo的生物可降解材料為微針單元，設(shè)計(jì)發(fā)明了一種緩釋釋藥的抗菌促修復(fù)的微針，可用于組織損傷修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)MSCs-exo原位治療輸注劑量大、治療效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，提供一種緩釋MSC來源外泌體的抗菌損傷修復(fù)微針的制備方法及應(yīng)用。