[發明專利]石墨烯量子點鑷誘捕宿主細胞歸巢的組織誘導性納米纖維生物材料的制備方法

在審

• 申請號: 202210386831.1
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114949322A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張曉東;沈雷;何軍;劉丹陽;王洋;王璐璐;李永濤;李鵬輝
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾醫學院
• 主分類號: A61L15/18
• 分類號: A61L15/18;A61L15/32;A61L15/26;A61L15/40;D04H1/728
• 代理公司: 齊齊哈爾鶴城專利代理有限公司 23207
• 代理人: 劉麗

石墨烯量子點鑷誘捕宿主細胞歸巢的組織誘導性納米纖維生物材料的制備方法，它涉及誘捕宿主細胞歸巢的組織誘導性納米纖維生物材料的制備方法。方法：一、制備GQDs溶液；二、合成納米水凝膠液；三、純化及固態；四、靜電紡絲溶液；五、構建組織誘導性材料；六、靜電紡絲、干燥、紫外交聯和滅菌。本發明制備所得材料，具有生物安全性，能夠自主捕獲MSC歸巢到糖尿病性局部組織，利用石墨烯量子點穩定釋放CXCL?8招募MSC歸巢的特性，主動定點捕獲組織內或血管中MSC等細胞，有效提高MSC歸巢，促進生物材料血管化，增加了生物材料與機體相互作用，進而促進組織損傷修復。本發明材料適用于可調控的緩釋性醫用生物材料和醫用敷料。

技術領域

本發明涉及誘捕宿主細胞歸巢的組織誘導性納米纖維生物材料的制備方法。

背景技術

根據國際糖尿病聯盟組織（IDF）預測：2015年全球約有4.15億糖尿病患者，2045年全球患糖尿病的人數將達到6.42億，因糖尿病而導致的年死亡人數為500萬/年，全球每年因糖尿病而消耗的醫療費用至少6730億美元，患者家庭經濟負擔非常沉重。研究發現，糖尿病患者小（微）動脈常發生微血栓而導致組織缺血缺氧，皮膚潰瘍是糖尿病常見的并發癥，盡管多種方法被用于治療糖尿病皮膚潰瘍，但是糖尿病皮膚潰瘍的治愈率依然很低，促進糖尿病足等并發癥修復是國內外致力攻克的醫學難題。

慢性損傷會破壞皮膚的完整性，基于納米和超細纖維的生物材料可以作為細菌感染的屏障，保持適當的濕度并吸附滲出液，通過模仿細胞外基質加速組織損傷的愈合過程，并支持受損組織的重建。聚已內酯（PCL）等高分子化合物具有優異的生物相容性和生物降解性，PCL通過提供防止水分流失和環境的疏水屏障，對藥物相容性和藥物釋放動力學產生積極影響。靜電紡絲PCL納米生物材料能充分模擬細胞外基質，發揮較好的細胞攀爬、血管新生、抗菌排毒等支架作用，加速傷口的愈合過程。

石墨烯量子點（Graphene quantum dots，GQD）顆粒直徑＜100.0nm，具備優異光學性能和高度生物相容性、低細胞毒性等特點，在生物制藥、藥物輸送系統、組織工程等領域具有廣泛應用價值。添加GQD可用于改善靜電紡絲聚合物的機械張力和物理性能。GQDs作為增強劑，能夠提高靜電紡絲納米纖維的機械性能和拉伸力。石墨烯良好的載藥功能，靜電紡絲優異的三維納米纖維網絡很好模擬細胞外基質，有利于細胞攀附、血管新生、神經纖維生長，促進傷口愈合。

人體內含有間充質干細胞（MSC）、血管內皮細胞等許多與傷口修復有關的細胞，若激發機體細胞活性，招募細胞歸巢到傷口周圍，可以分化為皮膚組織、血管等結構，加速傷口愈合，并對降低治療成本起到積極作用。誘導血管內或者組織間MSC遷移至目標組織的過程是MSC進行再生修復和血管新生的關鍵。高糖環境下，捕獲組織內MSC能有效促進MSC生物材料血管化和組織再生修復。但是，如何促進生物材料血管化，發揮自主捕獲、招募細胞的效力還需要深入研究。石墨烯敷料支架具有良好的抗菌、調節免疫、血管生成、基質重塑作用，以及很好的細胞相容性，石墨烯聯合MSC將有效促進皮膚潰瘍修復過程，是非常有前景的皮膚替代物。粒徑＜100.0nm的GQDs對細胞沒有明顯的毒性，且容易被細胞內吞。因此石墨烯納米復合材料在生物醫學、載藥給藥體系、細胞內分子分析和臨床基因治療等的廣闊應用前景。

趨化因子是對細胞歸巢有重要作用的一類細胞因子，其家族成員趨化因子-8（CXCL-8），具有招募細胞歸巢，促進血管新生的重要作用，是正常傷口愈合過程的關鍵因子。糖尿病組織區域，CXCL-8等細胞因子大量減少，細胞歸巢能力降低，傷口遷延愈合。

雖然靜電紡絲納米纖維、量子點、趨化因子和間充質干細胞分別在構建生物材料、招募細胞歸巢、促進組織損傷修復分別有各自的效果，但是，以靜電紡絲納米纖維富載GQDs/CXCL-8顆粒，構建成GQDs/CXCL-8誘導性生物材料，在自主捕獲招募間充質干細胞歸巢、促進生物材料血管化等相關研究尚無報道。

發明內容