[发明专利]一种外泌体靶向缓释微球生物支架及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种外泌体靶向缓释微球生物支架及其制备方法和用途，包括胶原、分散于胶原中的可降解微球以及结合于该微球上的外泌体。由动物组织中分离胶原；由骨髓或脐带间充质干细胞的培养物中分离外泌体；采用乳化‑交联法制备结合有外泌体的微球；将微球与胶原混合、冷冻干燥。本发明将壳聚糖等高分子材料与外泌体通过微球结构结合起来，并将该微球结构分散至胶原中，形成具有定向释放外泌体功能的生物支架材料，可以显著提高外泌体的靶向修复和治疗作用，且微球结构使得外泌体的释放具有缓释可控特点，符合精准给药的发展趋势，剂型多样，具有广泛的临床应用价值。

技术领域

本发明属于医学生物材料领域，具体涉及外泌体靶向缓释胶原生物支架。

背景技术

国内外研究证实骨髓或脐带间充质干细胞外泌体(MSC-derived exosomes,MSC-Exo)具有明显的免疫调节作用和神经保护功能，相比单纯细胞治疗，MSC-Exo更易于透过皮肤、黏膜、神经鞘膜、筋膜、血脑屏障及创伤后受损组织，规避细胞致瘤风险，且方便冻融保存，综合提示MSC-Exo可以成为临床更理想的生物修复剂。但目前MSC-Exo用于治疗疾病尚存诸多问题，其中最重要的一点是现有给药手段，如静脉注射、鼻内给予、脑室给药等，易于扩散，导致MSC-Exo无法集中部位定向给药，难以形成作用靶点，因此，急需构建可实现MSC-Exo靶向/定向缓释治疗作用的载药系统，从而充分发挥MSC-Exo潜在的广泛的治疗用途。

目前市场上已经具有的胶原、明胶、壳聚糖、PLGA、组织工程材料、TCP、HA、钙化物、氟化物、含钙化合物及其不同比例混合物或者生物支架，很少见到与外泌体相结合的有关产品，主要应用的还是由单纯外泌体构成的单体成分产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外泌体靶向缓释微球生物支架及其制备方法和用途。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种外泌体靶向缓释微球生物支架，包括胶原、分散于胶原中的可降解微球以及结合于该微球上的外泌体。

所述外泌体在胶原中的分散浓度按质量分数计为1～10％，优选为3～5％。

所述微球的粒径为1～500μm，优选为3～100μm。

所述微球的材料选自天然高分子(如淀粉、白蛋白、明胶、水凝胶、壳聚糖等)、合成高分子(如PLA、PGA、PLGA、树脂、聚苯乙烯、聚丙烯酸等)中的一种或多种的混合物。

所述微球由多层球壳逐层包裹形成，所述外泌体分布于至少一层球壳上或位于任意层球壳内或位于任意相邻两层球壳之间。

所述生物支架的剂型包括注射剂、水剂(非注射)、冻干剂、外敷型喷剂、口服剂(口服液)以及膜型(非填料)，其中冻干剂包括海绵型(可作为修复缺损的填料)以及粉末型。

上述外泌体靶向缓释微球生物支架的制备方法，包括以下步骤：

1)由动物组织中分离胶原(例如，I型胶原)；

2)由骨髓或脐带间充质干细胞(MSC)的培养物中分离外泌体；

3)采用乳化-交联法制备结合有外泌体的微球，所述微球为单层球壳或由多层球壳逐层包裹形成，所述外泌体分布于至少一层球壳上或位于任意层球壳内或位于任意相邻两层球壳之间；

4)将步骤3)得到的微球与步骤1)得到胶原按照一定的比例于溶剂(例如水)中混合均匀，得混合溶液；

5)将混合溶液冷冻干燥，得到冻干剂等固体剂型；将固体剂型经溶剂(例如水、醋酸)溶解等步骤，得到注射剂、水剂、外敷型喷剂、口服液等液体剂型。

所述步骤1)具体包括以下步骤：

1.1)取富含胶原的动物组织，经脱脂以及洗涤后，得到胶原提取的原料；