[发明专利]海藻酸盐水凝胶微载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海藻酸盐水凝胶微载体及其制备方法，属于高分子生物医用材料。

背景技术

间充质干细胞(MSCs)在体外培养时表现出多向分化潜能，同时具有体外易分离、培养，并且不表达共刺激抗原B7等特性[Brinchmann JE.Expanding autologous multipotent mesenchymal bone marrow stromal cells(自体多能骨髓间充质干细胞的扩增)Journal of the neurological sciences，2008，265：127-130]，因此是细胞治疗理想的细胞来源，已经广泛应用于再生医学和组织工程领域。但人体组织中MSCs数量极少，约占骨髓有核细胞的0.001％～0.01％，远远不能满足临床治疗的需要[Croft A，Przyborski S.Mesenchymal stem cells from the bone marrow stroma：basic biology and potential for cell therapy(骨髓间充质干细胞：基本的生物学性状和细胞治疗的潜力)Current Anaesthesia & Critical Care，2004，15：410-417]。因此，在保证其细胞功能的前提下，在体外大规模、规范化培养和扩增MSCs成为临床应用的关键。

近年来发展的微载体动态培养体系是规模化培养贴壁细胞的新措施，早期微载体多采用人工合成聚合物如聚甲基丙烯酸-2羟乙酯(PHEMA)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯酰胺、聚氨酯泡沫、葡聚糖、低聚合度聚乙烯醇等制备。近年来，越来越多的研究者尝试用天然聚合物及其衍生物来制备微载体。天然聚合物来源丰富，在功能适应性、组织相容性、理化性能、生物降解性、造价等方面优于人工合成材料。制备微载体常用的的天然聚合物有明胶、胶原、海藻酸盐、壳聚糖、纤维素、葡聚糖等[(a)过琴媛，王辉.微载体培养动物细胞技术的研究进展.微生物学免疫学进展，2007，35：73-75]。

目前常用的以海藻酸盐制备的微载体大多为以二价阳离子如Ca²⁺、Ba²⁺、Sr²⁺等为交联剂的离子交联型水凝胶。但离子交联水凝胶中的二价离子很容易与水凝胶周围介质中的离子(如Na⁺、K⁺等)发生交换，而且这一过程很难控制也无法避免，因而此类水凝胶在生理介质环境中因离子交换易解体而失去水凝胶特性。为了克服因发生离子交换反应而引起的微载体的过度溶胀或变形，经常以聚-L-赖氨酸、聚-L-鸟氨酸包覆海藻酸盐微载体或通过自由基聚合和缩合反应在海藻酸盐水凝胶载体表面引入化学交联层对其进行表面修饰，海藻酸盐微载体稳定性显著提高[(a)Darrabie MD，Kendall Jr WF，Opara EC.Characteristics of Poly-L-Ornithine-coated alginate microcapsules(聚-L-鸟氨酸涂层海藻酸盐微胶囊的特征)Biomaterials，2005，26：6846-6852；(b)Mazumder MAJ，Shen F，Burke NAD，Potter MA，Sto ver HDH.Self-cross-linking polyelectrolyte complexes for therapeutic cell encapsulation(用于治疗性细胞封装的自交联聚电解质复合物)Biomacromolecules，2008，9：2292-2300]。