[发明专利]一种整合明胶-丝素复合微球的MSCs细胞薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种整合明胶‑丝素复合微球的MSCs细胞薄膜及其制备方法，属于生物医学工程中的生物材料领域。本发明以明胶和丝素蛋白作为高分子材料，通过乳液法制备明胶‑丝素复合微球，微球灭菌后接种间充质干细胞（MSCs）得到MSCs细胞薄膜。将丝素蛋白和明胶复合用于微球制备，可以解决明胶微球降解速度过快的问题；在MSCs细胞薄膜中整合明胶‑丝素复合微球有利于MSCs细胞薄膜的功能拓展，比如通过微球负载蛋白药物实现联合治疗、通过微球负载磁性粒子实现磁场操纵等。本发明涉及的整合明胶‑丝素复合微球的MSCs细胞薄膜在组织再生领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医学工程中的组织再生修复材料领域，特别涉及了一种整合明胶-丝素复合微球的MSCs细胞薄膜及其制备方法。

背景技术

间充质干细胞（Mesenchymal stem cells, MSCs）是一种成纤维细胞样多潜能干细胞，可以通过牙髓、骨髓、脂肪、滑膜、胎肝、胎肺、胎盘、脐带/脐带血、牙周韧带、子宫内膜等多种成体组织获取，具有来源广泛，易于分离、扩增，使用安全的特点(J CellImmunother. 2016, 2(1): 3-20.)。当组织遭受破坏时，MSCs可以进入血液循环并主动向损伤部位迁移，促进修复，因而受到再生医学的极大关注(iScience. 2019;15:421-438.)。ClinicalTrials官网注册登记的MSCs相关临床实验已经超过900项，适应症涵盖糖尿病、缺血性心肌病、脊髓损伤、多发性硬化、肝功能衰竭、支气管肺发育不良等多种疾病。加拿大、新西兰的食品药品监督管理部门已经批准MSCs用于治疗儿童移植物抗宿主病。

目前，大部分临床或临床前研究都以体内注射细胞悬液的形式使用MSCs，其缺点在于细胞体内存活时间短、容易从损伤部位渗漏以及向非治疗部位聚集(Biomaterials.2017; 140:103-114.)。生物材料可以控制细胞分布并显著延长细胞的体内存活时间(Biomaterials. 2011;32(4):1041-50. Biomaterials. 2017;140:103-114.)。为保证充足的供氧，三维支架中的细胞与血管或外界距离不能超过200μm(Trends Biotechnol.2015;33(11):653-666.)。水凝胶是最常见的干细胞递送载体，然而这种材料的尺寸特点不利于MSCs与外界进行营养物质交换(Nature.2018;557(7705):335-342. Proc Natl AcadSci. 2019;116(31):15392-15397.)。另一方面，MSCs主要通过旁分泌功能促进损伤修复，N-钙黏蛋白介导的细胞间相互作用对旁分泌活性具有重要影响，水凝胶包载的MSCs往往处于单个离散状态，细胞间缺乏相互作用，不利于MSCs发挥治疗作用(Nat Immunol. 2014;15(11):1009-16. Biomaterials. 2017;140:103-114.) 。基于以上分析，用于组织再生修复的理想MSCs载体应当具有控制细胞分布、延长细胞体内存活时间的功能，同时有利于MSCs细胞间相互作用及旁分泌活性发挥。