本发明专利技术属于生物医学技术领域，涉及一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料及其制备方法和用途。本发明专利技术突破性的将磷酸修饰甲基丙烯酸酐化壳聚糖可注射水凝胶(支架材料)、软骨细胞(种子细胞)、小檗碱(生物活性物质)三者结合为一形成小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生软骨支架材料。该材料能够实现小檗碱对软骨细胞的长时间作用，制备成软骨支架，可作用于其周围的残存软骨细胞及新生软骨细胞，在水凝胶提供的攀附物质基础上实现软骨组织的再生及修复，并且起到“1+1+1＞3”的作用，对软骨缺损治疗提供新策略。缺损治疗提供新策略。缺损治疗提供新策略。
【技术实现步骤摘要】
一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料及其制备方法和用途
[0001]本专利技术属于生物医学
，涉及一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料及其制备方法和用途。
技术介绍
[0002]关节软骨是一种由软骨细胞和细胞外基质构成的覆盖于关节表面的透明软骨，主要起到润滑和减震作用，由于缺少血管和神经，容易因创伤、肿瘤、炎症等造成损伤后难以愈合。随着医疗及科技的进步，我国及世界人口老龄化日趋严重，软骨缺损的患者也越来越多，这不仅影响了患者生活质量，造成残疾，给患者家庭甚至国家医疗带来了沉重负担，也因此关节软骨损伤修复对骨科医生而言是一个棘手问题，受到越来越多的关注。只有使关节软骨形态学、生物学及理化性质均恢复成接近正常软骨，才能够重建关节功能，这既是临床医务工作者的机遇，对其而言也是挑战。
[0003]医用材料是近些年新兴的一种医学和材料学的交叉学科引领下迅速发展起来的一种材料，支架材料、种子细胞、生物活性物质是医用材料的三要素，三合为一的性能良好的医用材料受到越来越多的关注。建立功能优异的仿生软骨材料，并进行成果转化，成为医疗领域促进软骨缺损修复的一条新途径，如果研发得当，将会造福广大患者。
[0004]医用材料的基础是支架材料，良好的医用支架材料要有良好的生物安全性、生物相容性、生物可降解性，并且材料获取方便、成本相对较低等特点。以壳聚糖为基材的水凝胶在软骨缺损中起到重要的作用。壳聚糖是由甲壳素脱去乙酰基后产生的物质，而甲壳素分布非常广泛，在自然界中含量居第二位，资源丰富，容易获得。壳聚糖不溶于水和普通的有机溶剂，其改性后被广泛用于医学领域。壳聚糖本身是由2
‑
10个氨基葡萄糖构成的寡糖，在生物体内容易降解，具有免疫调节、抗氧化、抗自由基等特点，降解后的成分对生物体无毒害。此外，壳聚糖在吸水后可以膨胀，有较强的吸水性，用壳聚糖制成的生物支架有利于细胞的粘附、增殖和分化，细胞可以更好的在其表面生长，形成具有生物功能的复合体。
[0005]种子细胞也与软骨缺损关系密切，根据其是否分化可以分为分化后种子细胞(如软骨细胞、成骨细胞、成纤维细胞等)和未分化种子细胞(如BMSCs、ADSCs、滑膜间充质干细胞(SMSCs)等)。在软骨损伤修复中，最重要的细胞是软骨细胞，其本身就是软骨组织中的唯一细胞，而且其分泌的II型胶原和aggrecan也是软骨损伤修复的必要物质。
[0006]生物活性物质在软骨缺损修复中起到重要作用，其种类多种多样，比如天然药物类物质小檗碱。近些年的研究显示，小檗碱在软骨缺损修复中起到重要作用，其可以通过调控相关信号通路中的靶因子表达而起到促进软骨缺损修复的作用。小檗碱，也叫作黄连素，是从中药黄连中分离的一种季铵生物碱，也是黄连抗菌的主要成分。小檗碱本身味苦，呈黄色针状结晶，最初是由M.
‑
E.夏瓦利埃和G.佩尔坦于1826年从Xanthoxylonclava树皮中获得，小檗碱的化学式为C
20
H
18
NO4，分子量为336.36，熔点204
‑
205℃，密度为1.117g/cm3，在热水中可溶解，在水或乙醇中微溶，在三氯甲烷中极微溶，不溶于乙醚。小檗碱在自然界中分
布广泛，大约有4个科10个属内有小檗碱存在。由于小檗碱属于植物抗菌素，其在骨科、胃肠道、心血管疾病中起到重要作用。
[0007]软骨缺损是骨科医生在临床上需要处理的棘手问题，可伴有局部疼痛及功能障碍，严重者导致残疾，对其研究迫在眉睫。现有的软骨缺损修复金标准是取自体或异体软骨移植，这样就存在二次手术、费用高、操作复杂、排异反应、患者痛苦大等不利因素。新型的支架材料、种子细胞和生物活性物质良好结合的仿生软骨材料在近年来备受关注，然而这种组合型仿生软骨材料在现有技术中应用极少，大多数都存在负载物质不能长时间作用、支架材料硬度不够或无法提供新生组织血管生长所需的孔隙空间、种子细胞无法诱导新生组织生成等劣势，安全可靠性也有待提升。
技术实现思路
[0008]本专利技术针对现有技术问题，提供了一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料及其制备方法和用途。本专利技术突破性的将磷酸修饰甲基丙烯酸酐化壳聚糖可注射水凝胶(支架材料)、软骨细胞(种子细胞)、小檗碱(生物活性物质)三者结合为一形成小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生软骨支架材料。该材料能够实现小檗碱对软骨细胞的长时间作用，制备成软骨支架，可作用于其周围的残存软骨细胞及新生软骨细胞，在水凝胶提供的攀附物质基础上实现软骨组织的再生及修复，并且起到“1+1+1＞3”的作用，对软骨缺损治疗提供新策略。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]首先，本专利技术提供一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料，其技术方案为：将小檗碱(BBR)预处理过的ATDC5软骨细胞接种到可注射水凝胶形成的固体凝胶中；具体的制备方法，包括：
[0011](1)小檗碱(BBR)预处理ATDC5软骨细胞：采用含有6
‑
36μmol/L小檗碱以及10％FBS和1％双抗的DMEM/F12培养基刺激ATDC5软骨细胞12
‑
36h，然后进行离心，获得预处理细胞；
[0012](2)将ATDC5软骨细胞接种到可注射水凝胶形成的固体凝胶中：将可注射水凝胶注入注射器中形成固体凝胶块，切割成小块水凝胶后进行冻干，消毒后，放入孔板或培养皿中，将预处理细胞通过细胞计数板进行计数并制备细胞悬液(以10％FBS和1％双抗的DMEM/F12培养基来制备)，以3
‑5×
106细胞/mL浓度的100μL细胞悬液滴加在冻干后的固体凝胶块上。
[0013]其中，步骤(1)中刺激时间优选为16
‑
32h，更优选24h。
[0014]步骤(1)所述的培养基中小檗碱的浓度优选为12
‑
36μmol/L，更优选12
‑
24μmol/L，最优选24μmol/L。
[0015]步骤(2)中细胞浓度优选5
×
106细胞/mL。
[0016]步骤(2)中切割成小块水凝胶优选为圆柱形，更优选切割为直径0.6cm、高0.4cm的圆柱形。
[0017]所述的可注射水凝胶可采用现有技术完成，尤其可以选择专利技术专利ZL202010574779.3所述的可注射抗压裂可降解超分子水凝胶，其对天然多糖进行甲基丙烯酸酐及磷酸或膦酸改性，复合含金属粒子形成超分子结合，制备可注射抗压裂水凝胶。在水凝胶中多功能团相互作用，如氢键、亲疏水作用、静电作用及范德华作用等及超分子结合的
特点使该超分子水凝胶具有抗压裂性能，压缩到一定程度(压缩应变大于85％)而不发生碎裂，且在水溶液中浸泡一段时间后可恢复至接近初始的高度，其中磷酸根与含金属粒子可形成金属配体超分子结合，使该水凝胶具备可注射性。尤其与本专利技术中所述小檗碱(BBR)预处理过的ATDC5软骨细胞结合后，ATDC5软骨细胞在水凝胶上的活本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料，其特征在于，具体的制备方法，包括：(1)小檗碱(BBR)预处理ATDC5软骨细胞：采用含有6
‑
36μmol/L小檗碱的10％FBS和1％双抗的DMEM/F12培养基刺激ATDC5软骨细胞12
‑
36h，然后进行离心，获得预处理细胞；(2)将ATDC5软骨细胞接种到可注射水凝胶形成的固体凝胶中：将可注射水凝胶注入注射器中形成固体凝胶块，切割成小块水凝胶后进行冻干，消毒后，放入孔板或培养皿中，将预处理细胞进行计数并制备细胞悬液，以3
‑5×
106细胞/mL浓度的100μL细胞悬液滴加在冻干后的固体凝胶块上。2.根据权利要求1所述的一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料，其特征在于，步骤(1)中刺激时间为16
‑
32h。3.根据权利要求1或2所述的一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料，其特征在于，步骤(1)中刺激时间为24h。4.根据权利要求1所述的一种小檗碱/软骨细胞/可注射水凝胶仿生材料，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：于斐，曾晖，郑铭，陈奕孝，翁鉴，陈英奇，
申请(专利权)人：北京大学深圳医院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。