System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架及其制备方法和应用技术_技高网

一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架及其制备方法和应用技术

技术编号:40182022 阅读:8 留言:0更新日期:2024-01-26 23:47
本发明专利技术涉及一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架及其制备方法和应用,涉及医疗用品领域,三维支架为层叠的、三维有序结构,每层包括有序排列的若干聚电解质多层膜软载体,相邻两层的聚电解质多层膜软载体呈夹角;每层的聚电解质多层膜均为接枝有特异性识别基团的带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质交替在软载体上通过多次沉积后再修饰多肽形成的聚电解质多层膜;相邻的聚电解质多层膜中的两种多肽不同并分别用于促进不同细胞的特异性粘附。本发明专利技术提供的三维支架具有特异性粘附作用,从而避免了细胞在错误位置的过量增殖,有助于避免出现人工血管再损伤、狭窄等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗用品的,具体涉及一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架及其制备方法和应用


技术介绍

1、组织工程支架可为细胞生长提供外部支持和物质与能量间交换的平台。然而,由于工艺技术、生物相容性和表面特异性修饰等方面的限制,如何在支架内部构建具有化学和生物特异性的三维支架,并模拟其在生物体内的生长环境,已成为该领域的重要挑战。

2、以往的研究发现,具有特定序列或手性分子的多肽可以特异性调节细胞粘附。然而,大多数研究都局限于二维平面或薄膜材料的表面改性。因此,人们迫切需要开发一种实验条件温和、制作简单、材料通用的策略来实现细胞的选择性粘附,即通过在支架的特定位置引入活性位点来进行三维立体培养和细胞选择性粘附。

3、心血管疾病是当今威胁人类生命健康的一大杀手,直径小于4mm的人工血管在植入后常出现再狭窄、栓塞等损伤,导致植入失败。这些损伤通常是由于细胞在错误位置过度增殖引起的,其中血管内壁内皮细胞和平滑肌细胞之间的竞争是主要原因。

4、有鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、专利技术目的

2、为解决现有技术中容易错误增殖的问题,本专利技术的目的在于提供一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架及其制备方法和应用。

3、本专利技术通过修饰两种多肽(如redv与vapg),同时又引入手性分子(如pdl),通过多肽促进细胞粘附与手性分子抑制细胞粘附的协同作用,在同一个三维支架内实现促进内皮细胞而抑制平滑肌细胞生长、或促进平滑肌细胞而抑制内皮细胞的生长,防止细胞在错误位置过度增殖,对组织工程支架的发展具有重要意义。

4、解决方案

5、为实现本专利技术目的,第一方面,本专利技术提供了一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架,其为层叠的、三维有序结构,每层包括有序排列的若干聚电解质多层膜软载体,相邻两层的聚电解质多层膜软载体呈夹角;每层的聚电解质多层膜软载体均为接枝有特异性识别基团的带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质交替在软载体上通过多次沉积后再修饰多肽形成的聚电解质多层膜;

6、相邻的聚电解质多层膜中的两种多肽不同并分别用于促进不同细胞的特异性粘附;

7、相邻两层的聚电解质多层膜中的两种特异性识别基团不同并分别为能实现超分子自组装连接的一对主客体相互作用基团。

8、进一步地,所述多肽在聚电解质多层膜中采用简单吸附、点击化学反应或叠氮和巯基反应接枝接枝。

9、进一步地,所述软载体包括掺杂了磁性纳米粒子的软材料,可选地,所述软材料选自聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚乙二醇双丙烯酸酯(pegda)、甲基丙烯酸酐化明胶(gelma)和胶原蛋白中的一种或几种。

10、进一步地,所述聚电解质选自经c=c双键基团修饰的透明质酸、经c=c双键基团修饰的羧化壳聚糖中的一种或几种;可选地,用于c=c双键基团修饰的原料为甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸酐中的一种或几种。

11、进一步地,还包括基底,用于承载聚电解质多层膜,所述基底为接枝有特异性识别基团的带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质依次交替在基板上通过多次循环沉积的聚电解质多层膜,所述基板材料选自石英、硅、钛金属中的一种或几种。

12、进一步地,所述特异性识别基团包括主客体相互作用基团;可选地,主客体相互作用基团选自β-环糊精、葫芦脲、金刚烷、偶氮苯、胆固醇和蒽中的一种或几种;可选地,β-环糊精为主体基团(可选地采用的原料为6-nh2-β-cd),对应的客体基团为金刚烷(可选地采用的原料为金刚烷乙酸)、偶氮苯或胆固醇;可选地,葫芦脲为主体基团,对应的客体基团为蒽。

13、进一步地,所述手性分子为多聚右旋赖氨酸,可选地,所述手性分子的分子量为7~15万。

14、进一步地,所述聚电解质多层膜为修饰有双键基团和特异性识别基团的带正电荷的手性分子、带负电荷的超分子聚电解质在软载体上交替沉积n或n+0.5个周期形成的聚电解质多层膜;其中,一个周期为带正电荷的手性分子和负电荷的超分子聚电解质分别沉积一次,可选地n为整数,可选地n≥35,可选地n≥40,可选地n+0.5为在第n个周期的基础上再沉积一层带正电荷的手性分子;可选地,相邻两层的聚电解质多层膜的n独立地选自n≥35的整数;

15、可选地,相邻两层的聚电解质多层膜的最外层膜分别为接枝有特异性识别基团的带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质,用于使相邻两层的聚电解质多层膜通过正、负电荷连接;

16、和/或,多层膜软载体包括至少两种,分别为沉积有主客体相互作用基团的主体、客体的聚电解质,且这两种多层膜软载体的沉积周期分别为n、n+0.5;

17、可选地,所述聚电解质多层膜选自进一步修饰有多肽的(pdl/ma-ha-ad)40、(pdl/ma-ha-cd)40.5的多层膜pdms中的一种或几种;

18、可选地,所述聚电解质多层膜选自(pdl/redv-ha-ad)40、(pdl/vapg-ha-cd)40.5的多层膜pdms中的一种或几种;

19、可选地,还包括基底,所述基底为修饰有(pdl/ccs-cd)40.5的石英片。

20、进一步地,多肽包括redv多肽、vapg多肽、gfoger多肽、pap多肽、khi多肽、ikvav多肽中的一种或几种。

21、进一步地,细胞包括人脐静脉内皮细胞和兔主动脉平滑肌细胞、人骨髓间充质干细胞与小鼠单核巨噬细胞白血病细胞、或人神经祖细胞与星胶质细胞的特异性粘附中的一对或几对;

22、进一步地,第一层为修饰有(pdl/redv-ha-ad)40多层膜的pdms,第二层为修饰了(pdl/vapg-ha-cd)40.5多层膜的pdms,第三层为修饰了(pdl/redv-ha-ad)40多层膜的pdms。

23、第二方面,提供一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架的制备方法,包括如下步骤:

24、1)制备带有主客体相互作用基团和c=c双键的带负电荷的超分子聚电解质,主客体相互作用基团的主体、客体分别修饰在不同的聚电解质上;

25、2)将软载体依次在带正电荷的手性分子溶液、步骤1)的带负电荷的超分子聚电解质溶液中沉积成膜,循环n或n+0.5个周期,制备(手性分子/带有主客体相互作用基团和c=c双键的聚电解质)n的多层膜软载体,其中,一个周期为带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质依次沉积一次,可选地n为整数,可选地n≥35,可选地n≥40,可选地n+0.5为在第n个周期的基础上再沉积一层带正电荷的手性分子;

26、其中,多层膜软载体包括至少两种,两种多层膜软载体的超分子聚电解质分别为修饰有主客体相互作用基团的主体基团和客体基团的超分子聚电解质,且这两种多层膜软载体的沉积周期分别为n、n+0.5;

27、3)将步骤2)的多层膜软载体分别通过简单吸附、叠氮和巯基反本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,其为层叠的、三维有序结构,每层包括有序排列的若干聚电解质多层膜软载体,相邻两层的聚电解质多层膜软载体呈夹角;每层的聚电解质多层膜均为接枝有特异性识别基团的带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质交替在软载体上通过多次沉积后再修饰多肽形成的聚电解质多层膜;

2.根据权利要求1所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述多肽在聚电解质多层膜中采用简单吸附、点击化学反应或叠氮和巯基反应接枝。

3.根据权利要求1或2所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述软载体包括掺杂了磁性纳米粒子的软材料,可选地,所述软材料选自聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇双丙烯酸酯、甲基丙烯酸酐化明胶和胶原蛋白中的一种或几种;

4.根据权利要求1至3任一所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述聚电解质选自经C=C双键基团修饰的透明质酸、经C=C双键基团修饰的羧化壳聚糖中的一种或几种;可选地,用于C=C双键基团修饰的原料为甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸酐中的一种或几种;

5.根据权利要求1至4任一所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述聚电解质多层膜为修饰有双键基团和特异性识别基团的带正电荷的手性分子、带负电荷的超分子聚电解质在软载体上交替沉积n或n+0.5个周期形成的聚电解质多层膜;其中,一个周期为带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质分别沉积一次,可选地n为整数,可选地n≥35,可选地n≥40,可选地n+0.5为在第n个周期的基础上再沉积一层带正电荷的手性分子;可选地,相邻两层的聚电解质多层膜的n独立地选自n≥35的整数;

6.根据权利要求1至5任一所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,多肽包括REDV多肽、VAPG多肽、GFOGER多肽、PAP多肽、KHI多肽、IKVAV多肽中的一种或几种;

7.一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述聚电解质选自经C=C双键基团修饰的透明质酸、经C=C双键基团修饰的羧化壳聚糖中的一种或几种;可选地,用于C=C双键基团修饰的原料为甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸酐中的一种或几种;可选地,聚电解质的浓度为0.5~2g/L,可选地为0.5~2g/L;

9.一种权利要求1至6任一所述的基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架或权利要求7至8任一所述的制备方法制备的基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架在制备软体组织修复产品、骨再生装置和/或神经修复产品中的应用,可选地软体组织修复产品包括人工血管支架。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,相邻的聚电解质多层膜中的多肽分别为REDV多肽和VAPG多肽;可选地,所述REDV多肽为CREDV多肽,用于促进特异性粘附的细胞为内皮细胞;可选地,VAPG多肽为CVAPG多肽,用于促进特异性粘附的细胞为平滑肌细胞。

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【技术特征摘要】

1.一种基于手性与多肽的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,其为层叠的、三维有序结构,每层包括有序排列的若干聚电解质多层膜软载体,相邻两层的聚电解质多层膜软载体呈夹角;每层的聚电解质多层膜均为接枝有特异性识别基团的带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质交替在软载体上通过多次沉积后再修饰多肽形成的聚电解质多层膜;

2.根据权利要求1所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述多肽在聚电解质多层膜中采用简单吸附、点击化学反应或叠氮和巯基反应接枝。

3.根据权利要求1或2所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述软载体包括掺杂了磁性纳米粒子的软材料,可选地,所述软材料选自聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇双丙烯酸酯、甲基丙烯酸酐化明胶和胶原蛋白中的一种或几种;

4.根据权利要求1至3任一所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述聚电解质选自经c=c双键基团修饰的透明质酸、经c=c双键基团修饰的羧化壳聚糖中的一种或几种;可选地,用于c=c双键基团修饰的原料为甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸、丙烯酸酐中的一种或几种;

5.根据权利要求1至4任一所述的细胞选择性粘附三维支架,其特征在于,所述聚电解质多层膜为修饰有双键基团和特异性识别基团的带正电荷的手性分子、带负电荷的超分子聚电解质在软载体上交替沉积n或n+0.5个周期形成的聚电解质多层膜;其中,一个周期为带正电荷的手性分子和带负电荷的超分子聚电解质分别沉积一次,可选地n为整数,可选地n≥35,...

【专利技术属性】
技术研发人员:成梦娇刘雨辰石峰张倩
申请(专利权)人:北京化工大学
类型:发明
国别省市:

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