[发明专利]可负载间充质干细胞上清液成分的可注射光增强自愈合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可负载间充质干细胞上清液成分的可注射光增强自愈合水凝胶及其制备方法。将醛基化和马来酰化透明质酸、聚乙二醇二丙烯酸酯和3，3’‑二硫代二丙酰肼共混后经紫外光照射，通过醛基化和马来酰化透明质酸与3，3’‑二硫代二丙酰肼之间的席夫碱反应构建了一种可逆动态网络，从而赋予了凝胶优异的自愈合性能；利用醛基化和马来酰化透明质酸与聚乙二醇二丙烯酸酯经紫外光聚合形成的化学网络，进一步提高凝胶的机械强度，使得该凝胶同时具备优异的自愈合性能和力学性能；同时利用凝胶的可注射性，以及透明质酸的多种化学修饰，可以更好地将间充质干细胞上清液成分进行包封、保留、递送、释放至目标部位，拓宽了凝胶的应用范围。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种可负载间充质干细胞上清液成分的可注射光增强自愈合水凝胶及其制备方法。

背景技术

干细胞上清液是指从干细胞培养液中去除干细胞以及其他所有细胞成分所余留的液体，该液体中包含了培养基、细胞因子以及外泌体三部分。由于干细胞上清液中包含有大量细胞活性物质，因此其能够促进细胞活化，提高细胞存活率，加速伤口修复，从而达到“逆生长”的效果。将其添加在护肤品中使用，可以加快皮肤新陈代谢，增加皮肤功能性再生，具有抗衰老、抗氧化及美白嫩肤的功效，还可以用于丰胸、私密养护、生发，甚至可以改善身体的免疫疾患。因此，干细胞上清液被称为理想的生物医疗美容用品。间充质干细胞作为一种多能干细胞，具有分化潜力大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便等优点，因此，具有不菲的应用价值。然而，现有的技术并不能很好的保存间充质干细胞上清液或负载间充质干细胞上清液成分，从而导致其活性成分快速流失或者被污染失效，并不能得到广泛的应用。

而水凝胶作为一种亲水的三维聚合物网络，可以保留大量的水或其他生物流体，由于其与天然细胞外基质(ECM)的高度相似性，可以作为良好且温和的生物载体。

可注射水凝胶是近年来出现的新型水凝胶体系，通过注射的方式将具有一定流动性的材料挤出，填充满不规则形状的缺损部位，并在化学、温度、pH或光照等触发下产生溶液-凝胶相转变，从而形成凝胶。这种可注射凝胶可以更有效地填充具有不规则形状的伤口缺陷，并为伤口提供适宜的湿润环境和微生物屏障，加速伤口愈合。近年来，由生物材料制成的可注射治疗剂越来越流行，并推动传统的临床实践走向微创化，可注射水凝胶由于其可调控的物理及化学特性、可控的降解性能、高含水量以及在微创方式下实现递送的能力，在组织工程和药物递送领域中变得越来越重要。由于水凝胶的可注射性以及高度多孔的网络结构，间充质干细胞上清液中的细胞活性物质，可在注射过程中实现递送并扩散，而对水凝胶聚合物进行化学修饰，则可以更好地将细胞活性物质包封、保留、递送、释放至目标部位。

尽管可注射水凝胶具有其独特的优点，但大多数可注射水凝胶的强度较低，凝胶时间也相对较长，从而一定程度上增加了活性物质失效的风险；较低的力学性能使得其在使用过程中容易受到损坏，从而导致活性物质的快速流失，不仅浪费了大量活性因子，还降低了其作用效果。因此迫切需要提高可注射水凝胶的力学性能，延长其使用寿命。

现有的延长凝胶使用寿命的方法一般有两种，一种是增强水凝胶的力学性能，另一种则是构建具有自愈合性能的水凝胶。尽管高强度、高韧性的水凝胶在一定程度上可以延长凝胶的使用寿命，但是一旦水凝胶受到破坏，凝胶就失去了其优异的性能和作用，且这个过程是不可逆的。而自愈合水凝胶虽然能自发修复其破损的结构和性能，但其中大部分自愈合水凝胶为了拥有良好的自愈合性，牺牲了其力学性能，甚至有些凝胶的结构并不稳定，在短时间内会发生塌陷。因此凝胶很难同时兼具优异的自愈合性能和力学性能。