[发明专利]Gd:Fe3

说明书

本发明涉及一种Gd:Fe₃O₄@RA复合纳米分子用于脊髓神经损伤的修复及MRI造影方法，步骤1、大鼠脊髓损伤造模后第7天，对大鼠进行10％水合氯醛腹腔麻醉、固定及损伤处再暴露，将含有1×10⁶个Gd:Fe₃O₄@RA标记的神经干细胞、未标记的神经干细胞悬液10μl或PBS，分别用微量注射器，注射完成后针头留在注射点2分钟利于细胞向周围扩散；步骤2、大鼠腹腔麻醉后，固定于大鼠磁共振扫描专用线圈下，对移植入体内标记的神经干细胞进行活体示踪可以通过检测标记T1‑MRI信号上的改变在体内追踪移植细胞的迁移与分布。

技术领域

本发明涉及涉及医用生物材料与组织工程技术领域，更具体地涉及一种纳米医用生物材料诱导人干细胞定向分化为神经细胞用于人中枢神经损伤修复的材料和方法。

背景技术

中枢神经系统是指神经系统的主要部分，包括位于椎管内的脊髓和位于颅腔内的脑。中枢神经损伤所引发的疾病严重影响着人类的健康，且患者众多，主要包括脊髓损伤，创伤性脑损伤，脑中风及帕金森病。期中脊髓损伤的发生率为千分之一，我国目前有约130万脊髓损伤者，且以每年5至7万的速度增长，患者数量呈逐年上升的趋势。脊髓损伤是公认的重度肢体残障群体中最痛苦的一个群体,90％的脊髓损伤者是源自于外伤，高发年龄为20至30岁,多因交通事故、跌落、暴力行为(含自杀)及脊髓疾病而发病。脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统损伤,致双下肢或四肢瘫痪,伴随数十种并发症。其治疗一直是世界性难题，目前尚无有效治疗方式。创伤性脑损伤同样是一种外伤性疾病，每年新增大约150万的外伤性脑损伤，因为脑损伤具有多种不同的明确的类型，病灶和基本的损伤范围，而且不同的病理学机制、不同条件二次损伤机制，故到目前为止，外伤性脑损伤还没有针对性的有效治疗手段。脑中风可以分为出血性脑中风，缺血性脑中风和局部血栓等，是世界上第二致死病因，6％的死亡是由于脑中风引起的。期中80％的脑中风为缺血性脑中风，到目前为止缺血性脑中风仍然没有行之有效的治疗方案，目前的治疗方案仅限于血栓溶解和神经保护，但研究表明这些方案只是针对极少的患者才会具有一点效果。帕金森是一类神经退行性疾病，是65岁以上老年人常见疾病。通常帕金森患者运动平衡和思考认知能力均受到严重影响，目前治疗办法为口服可以在体内转化生成多巴胺的L-3,4-二羟基苯丙氨酸进行治疗，而且存在运动障碍的副作用。由于中枢神经难以再生，到目前为止中枢神经损伤仍未找到合理的解决办法，因此中枢神经再生引起了世界学者们的广泛关注，多年来受到研究学者的高度重视。

干细胞是指有多向分化潜能和自我更新能力的细胞，这种细胞存在于成年个体的许多组织和胚胎中。近年来，研究证实多种干细胞如神经干细胞，骨髓间充质干细细胞等，具有向神经元细胞分化的潜能，并具有来源充足、获取方便、可进行自体移植的特点，这有效避免了使用干细胞所带来的免疫排斥反应和伦理学争议等优势。目前干细胞医学的兴起，为治疗中枢神经损伤提供了新的解决方案，已成为一个研究热点。但干细胞移植面临几大难题：(1)干细胞移植成活率低， (2)干细胞有效分化率低，存活的神经干细胞不足13％分化成神经元， (3)后期评价方式具有侵入性，传统大多采用处死动物后进行组织切片加以验证干细胞移植后对神经功能或行为是否有改善，不利于对移植后干细胞在活体内的迁移的动态示踪。这些问题严重阻碍了干细胞治疗在科研及临床得推广和应用。

近年来，随着纳米技术的迅速发展，其应用领域也越来越广，包括医用生物材料与组织工程技术领域。高生物适应性的多功能纳米材料的构建可有效地提高干细胞移植的成活率；其负载的药物和生物分子可提高干细胞定向分化为神经元细胞；其构建的无机元素可有效地提供磁靶向传递以及提供无侵入性的实时动态造影。目前，尚未见经多功能钆参杂四氧化三铁复合纳米粒子诱导人干细胞定向分化用于中枢神经损伤修复及实时MRI造影的方法报道。

发明内容