[发明专利]一种包裹双生长因子的核壳结构微球及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及功能性生物材料技术领域，具体涉及一种包裹双生长因子的核壳结构微球及其用途。

背景技术

骨折愈合或修复是一个受多种生长因子（Growth factor,GF）综合调控的过程，其中，成纤维细胞生长因子-2（Fibroblast growth factor,FGF-2）与血小板衍生生长因子（PLLAtelet-derived growth factor,PDGF-BB）等调节细胞增长与分裂，骨形态发生蛋白（Bone morphogenetic protein,BMPs）等能够诱导间间充质干细胞分化为成骨细胞前体。已有研究表明，在骨缺损修复过程中，两种或多种生长因子联用比单用一种生长因子的效果要好。然而，在骨缺损自然修复过程中，成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）及血小板衍生生长因子（PDGF-BB）等主要在修复早期出现，在之后的骨分化及骨成熟阶段则没有表达；骨形态发生蛋白（BMPs）则主要在骨形成阶段表达。大鼠骨缺损实验表明，用外源成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）短时间（如1周）作用能促进血管生成，增大愈伤组织体积，刺激产生矿化作用，但长时间作用会延迟细胞成骨分化和成熟矿化。可能的原因是，成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）对促细胞增殖有重要作用，但这种能力随着软骨细胞的形成而终止，需要其他的生长因子作用来继续成骨分化。这些研究表明，设计控释材料搭载细胞增殖因子【譬如血小板衍生生长因子（PDGF-BB）】和骨分化因子【譬如骨形态发生蛋白-7（BMP-7）】模仿骨自然修复过程进行体内序贯释放实验是成功突破骨再生策略的必要且关键的方法。现有的绝大多数研究只考虑一种生长因子或几种生长因子的简单混合作用，限制了发展。目前的技术不能很好的控制两种物质精确释放。因此，设计新的控制两种因子释放的搭载系统是有必要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种包裹双生长因子的核壳结构微球，该核壳结构微球可以同时包裹两种生长因子（譬如血小板衍生生长因子（PDGF-BB）和骨形态发生蛋白-7（BMP-7）），并且先后释放这两种生长因子，与骨折自然愈合过程中两种生长因子出现的节奏契合，该核壳结构微球可以高效诱导低细胞密度培养的骨髓间间充质干细胞成骨分化。本发明的另一目的是提供所述包裹双生长因子的核壳结构微球在制备诱导细胞增殖和诱导低细胞密度培养的骨髓间间充质干细胞成骨分化药物方面的应用。本申请的核-壳双层微球载体可以控制多种生长因子控制释放，有利于研究生长因子间的协调作用关系，为组织工程开辟了一个新方向。采用这种方法严格控制细胞增殖和成骨分化，不仅有利于研究这两种生理活动的协调作用，更为临床治疗大面积骨缺损提供了新的药物。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种包裹双生长因子的核壳结构微球，包括核壳球形结构，所述核为聚乳酸，聚乳酸粘度为0.5-2.0dL/g；壳为聚乳酸与聚羟基乙酸组成的复合材料，所述复合材料中聚乳酸与聚羟基乙酸的质量比为：75-50:25-50；所述核和壳内分别包裹有一种生长因子，所述生长因子为BMP-7或PDGF-BB。

优选方案：所述核包裹的生长因子是BMP-7，所述壳包裹的生长因子是PDGF-BB。

优选方案：所述核壳结构微球的外径为18-22微米，所述核与壳的质量比为：1:3-4，生长因子在核中的质量百分比为0.002%-0.005%，生长因子在壳中的质量百分比为0.0008%-0.00125%。

更优选方案：所述核壳结构微球的核与壳的质量比为：1:4，生长因子在核与壳中的质量百分比分别为生长因子在核中的质量百分比为0.003%，生长因子在壳中的质量百分比为0.001%。。

优选方案：所述聚乳酸粘度为1.0dL/g。

优选方案：所述聚乳酸与聚羟基乙酸的质量比为：50:50。

所述包裹双生长因子的核壳结构微球优选通过以下方法制备得到：

（1）将PDGF-BB溶于去离子水制成浓度为1μg/ml-100μg/ml的水相I，将复合材料溶于二氯甲烷制成质量体积百分比为8%-12%的有机相I，水相I和有机相I按体积比为1:8-12混合后超声乳化，得乳化液I；按同样方法将BMP-7溶于去离子水制成浓度为1μg/ml-100μg/ml的水相II，将聚乳酸溶于乙酸乙酯制备得到质量体积百分比为2%-5%的有机相II，水相II和有机相II按体积比为1:8-12混合后超声乳化，得乳化液II；