[发明专利]一种红细胞凝胶递释系统及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种红细胞凝胶递释系统及其制备方法与应用，属于生物材料技术领域。本发明通过将活性成分或含有活性成分的递送载体与新鲜血液混匀，在初步凝结后进行温和干燥制备所述的红细胞凝胶递释系统。本发明中红细胞凝胶递释系统地制备方法简单快捷，载药量高，生物安全性和生物可降解性高。红细胞凝胶自身具有免疫刺激和免疫细胞招募作用，可在植入部位形成免疫龛。本发明制备的红细胞凝胶疫苗中所载的免疫调节剂和肿瘤相关抗原，经埋植后，刺激招募免疫细胞分化成为具有肿瘤抗原特异性的免疫细胞，诱导产生高效的抗肿瘤免疫反应。

技术领域

本发明涉及一种红细胞凝胶递释系统及其制备方法与应用，属于生物材料技术领域。

背景技术

疾病的常规治疗方式往往需要给予患者重复高剂量的给药，才能达到良好的预后效果。然而，常规给药方式所产生的整体效率较低，病人顺应性差，极易造成严重的毒副作用。经静脉注射的药物无需跨越任何屏障即可进入血液循环，存在一定全身毒性风险，且无法及时缓解和清除。口服给药起效时间较慢，生物利用度较低，通常缺乏靶向性。

近年来，材料工程的迅速发展为生物医药领域提供了新的机遇。经合理设计的生物材料能用于构建纳米/微米尺寸的递释系统及药物储库系统用于递送药物。常见的药物载体包括：有机/无机纳米颗粒、脂质体、细胞膜和水凝胶等。基于生物材料构建的新型递释系统能够提高药物在体内的长循环时间、持续释放多种活性药物、靶向特定病灶部位、大大提高药物在病灶组织和病变细胞中的富集。目前，新型药物递释系统已经在临床上展现了卓越的治疗效果。其中，水凝胶已经被应用于多个医学领域，包括心脏病治疗、肿瘤治疗、免疫治疗、伤口修复和疼痛治疗等。传统水凝胶由大量水和交联的聚合物网络组成，高含水量的水凝胶(含水量约70–99％)与组织存在一定的相似性，具有良好生物相容性，易于装载多重药物。此外，水凝胶通常是在水溶液中制备的，能避免药物因接触有机试剂所造成的变性和聚集风险。由传统聚合物通过交联形成的水凝胶具有优良的力学性能。部分水凝胶递释系统已经进入临床应用，如Medtronic公司开发的INFUSE胶原凝胶(用于骨修复)的销售额已经达到7.5亿美元。

然而，与已经报道的水凝胶材料相比，真正进入临床应用的水凝胶递释系统非常有限。水凝胶递释系统依然面临着临床转化的问题。传统高分子水凝胶载体的制备过程复杂，往往需要多重合成步骤。水凝胶的高含水量特性会使终端灭菌变得困难，因此，必须对所有原材料和制造工艺进行无菌检测。同时水凝胶的保存工艺也需要进行详细的考察，易水解的材料或药物需要在凝胶制备后进行脱水处理，而需要在水合状态保存的凝胶则要避免水分蒸发，防止药物的损失。因此，水凝胶的监管问题和商业化成本也限制了其临床转化。此外，由合成材料构建的水凝胶在生物相容性和生物安全性方面存在一定的潜在风险，其降解行为、体内转运行为和代谢产物不明确。因此，寻求高生物安全性的生物材料用于构建水凝胶递释系统，增强对疾病的治疗效果，降低安全性风险是目前药物递释系统的研究重点之一。

血液离体后可触发凝集反应形成红细胞凝胶，该红细胞凝胶具有来源丰富、制备简单和生物相容性好等优点。红细胞凝胶能够在体内被完全代谢，而不产生毒副产物。此外，凝胶内网罗的红细胞还具有参与免疫调控的作用，维持机体稳态。通常情况下，红细胞最常见的功能是运载氧气。然而，当发生炎症或氧化应激时，红细胞可促进免疫激活。与健康红细胞的功能相反，氧化或衰老的红细胞促使脂多糖(LPS)诱导的树突状细胞(DCs)表现出完全成熟的表型。老化或受损的红细胞能够被组织驻留巨噬细胞完全清除。从受损的红细胞或储存的红细胞中释放的血红蛋白和血红素，会诱导巨噬细胞向促炎(M1)状态极化，同时分泌促炎细胞因子。此外，氧化/老化的红细胞也能促进T细胞的增殖和活化。目前尚未有基于血液构建的红细胞凝胶用于生物领域的相关报道。

发明内容

为解决传统水凝胶的相关问题，本发明提供一种高生物安全性的红细胞凝胶递释系统。血液离体后，血浆中的可溶性纤维蛋白原逐渐转变为不可溶的纤维蛋白，网罗大量红细胞，导致流动的血液变成凝胶状态，此过程可用来装载活性成分形成红细胞凝胶递释系统。红细胞凝胶不仅制备简单，有更好的生物安全性和生物相容性，而且凝胶内部受损的红细胞自身具备参与免疫调控的作用。