[发明专利]一种水凝胶细胞支架及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水凝胶细胞支架及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：a)将功能高分子材料与聚乙烯醇共混后，加入金属离子交联剂进行反应，再经物理交联，得到水凝胶；所述功能高分子材料为可促进巨噬细胞向M2型转变的高分子材料；b)将M2型巨噬细胞(MΦ2)接种到步骤a)得到的水凝胶上，得到水凝胶细胞支架。本发明提供的制备方法采用可促进巨噬细胞向M2型转变的高分子材料为主要原料，结合特定工艺步骤及条件，实现较好的整体相互作用，制备得到可以补充和调节巨噬细胞的水凝胶细胞支架；该水凝胶细胞支架不仅可以维持担载的MΦ2表型不变，而且还可以促进慢性炎症部位M1型巨噬细胞(MΦ1)向M2型转变，可用于局部有效的调节慢性炎症微环境。

技术领域

本发明涉及高分子医用材料技术领域，更具体地说，是涉及一种水凝胶细胞支架及其制备方法。

背景技术

慢性炎症是慢性疾病，如糖尿病足部溃疡、压疮、静脉溃疡等久治不愈的主要原因。慢性炎症部位存在大量的炎性细胞(MΦ1、中性粒白细胞等)，它们分泌大量炎症因子，形成趋化梯度，促使更多的炎性细胞聚集，以此恶性循环便会始终处于炎症反应期，无法向增殖期过渡，久治不愈。

研究表明，巨噬细胞在调节炎症过程中发挥着巨大作用，其中MΦ1会分泌炎症因子，产生大量活性氧自由基(ROS)，增强炎症反应；而MΦ2则会分泌抗炎因子和生长因子，抗慢性炎症，促进血管再生，促进组织修复。因此巨噬细胞表型转变是促进炎症-增值转变的关键。然而慢性炎症部位存在免疫缺陷，单纯依靠患处巨噬细胞表型转变可能对消除慢性炎症、促进修复有一定的局限性，补充外源性M2型巨噬细胞或许可以有效改善组织修复效率。

水凝胶的三维网状结构以及高含水量，适宜细胞生长，并且可有效保持伤口湿润环境，清凉止痛。金属离子不仅可以作为交联剂，稳定水凝胶的结构，还可以赋予水凝胶新的功能；比如铜离子可以促进血管再生，钙离子有利于止血，铁离子具有抗菌功能等等。因此，如何利用金属离子的交联作用制备具有较好综合性能的水凝胶医用材料，用于调节慢性炎症微环境，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水凝胶细胞支架及其制备方法，本发明提供的制备方法制备得到的水凝胶细胞支架，不仅可以维持担载的M2型巨噬细胞表型不变，而且还可以促进慢性炎症部位M1型巨噬细胞向M2型转变，可用于局部有效的调节慢性炎症微环境。

本发明提供了一种水凝胶细胞支架的制备方法，包括以下步骤：

a)将功能高分子材料与聚乙烯醇共混后，加入金属离子交联剂进行反应，再经物理交联，得到水凝胶；所述功能高分子材料为可促进巨噬细胞向M2型转变的高分子材料；

b)将M2型巨噬细胞接种到步骤a)得到的水凝胶上，得到水凝胶细胞支架。

优选的，步骤a)中所述可促进巨噬细胞向M2型转变的高分子材料包括明胶、角蛋白、壳聚糖、透明质酸、海藻酸盐、改性纤维素和聚乳酸中的一种或多种。

优选的，步骤a)中所述功能高分子材料和聚乙烯醇的质量比为1：(4～10)。

优选的，步骤a)中所述金属离子交联剂包括含有铁离子的化合物、含有铜离子的化合物、含有锌离子的化合物和含有钙离子的化合物中的一种或多种。

优选的，步骤a)中所述反应的pH值为6～8。

优选的，步骤a)中所述物理交联的方式为冻融循环交联和/或冻干交联。

优选的，所述冻融循环交联的过程具体为：

将反应后的金属离子交联水凝胶在-80℃～-15℃冻20h～24h，再在4℃～30℃融1h～3h，完成一次冻融循环；进行1次～4次。

优选的，所述冻干交联的方式为真空冷冻干燥；所述真空冷冻干燥的温度为-70℃～-50℃，时间为24h～60h。