[发明专利]一种组织工程用胰岛细胞微囊及其制备方法

说明书

本发明属医学生物工程领域，涉及一种组织工程用胰岛细胞微囊及其制备方法。本发明采用海藻酸钠‑活性氨基组分‑聚乙二醇的结构，其内层由精氨酸‑甘氨酸‑天冬氨酸肽修饰的海藻酸钠对细胞进行包裹，然后用超支化聚乙烯亚胺偶联的聚赖氨酸作为稳定剂，其中超支化聚乙烯亚胺对聚赖氨酸层进行了交联加固，提高了微囊的机械性能。微囊的最外层是由单边固定在活性氨基组分的聚乙二醇链段组成，由于其具有滑动性能，对蛋白质、细胞的粘附起到抑制作用。由于聚乙二醇在人体中是趋于“隐形”的材料，故而本发明所述微囊在一定程度上可以抑制被纤维化，从而延长活性细胞的存活时间。可在一定程度上改善1型糖尿病病人血糖水平。

技术领域

本发明属医学生物工程领域，涉及一种组织工程用胰岛细胞微囊及其制备方法。

背景技术

现行治疗1型糖尿病主要依赖胰岛素，但即便使用最理想的胰岛素剂量，仍有部分患者的血糖水平控制不稳定，进而引起微血管和大血管并发症，如糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变和周围血管疾病等，最终可以导致器官衰竭和死亡。

20世纪70年代末，N ajarian、Suther和Lajiader等采用经门静脉和经脾脏的方法进行同种异体胰岛细胞（Isletcell，IC）移植，治疗非自身免疫性糖尿病（DM）。1990年Sharp等报道，采用同种异体IC 移植治疗1 型DM 患者成功，这在一定程度上应归功于R icordi等在IC 分离、纯化技术上所取得的进步。然而，直到Edm onton 等报道后，IC移植才真正被作为治疗DM 的最有效方法，代替保守的药物治疗和胰腺移植。细胞或组织移植，是解决糖尿病的重要途径之一，但是本体细胞或组织来源较少，而异种细胞和人源异体细胞都存在免疫排斥反应严重的问题，限制了细胞移植的开展。

海藻酸钠-多聚赖氨酸-海藻酸钠（APA）微胶囊，其半通透性的囊膜将细胞包裹，只允许小分子的营养物质和细胞分泌物自由通过，限制了大分子的免疫成分和细胞进入，从而达到延长移植物存活的免疫隔离作用。自1986年，O 'shea用海藻酸钠代替聚乙烯亚胺，制成海藻酸钠-多聚赖氨酸-海藻酸钠微囊开始，利用海藻酸钠-多聚赖氨酸-海藻酸钠（APA）微胶囊制备胰岛细胞微囊的报道就屡见不鲜，2008年Meyer T等人通过异种胰岛细胞微囊移植，维持了大鼠的正常血糖，并且未产生排斥反应。而Sun Y和Dufrane D分别在1996年和2006年利用胰岛细胞微囊在灵长类动物上取得了成功。2007-2014年，Elliott RB、Valdes-Gonzalez R、Matsumoto S等人对胰岛细胞微囊移植在人体进行了成功应用。

目前，利用海藻酸钠-聚赖氨酸-海藻酸钠（APA）包裹细胞或组织的微囊化细胞工艺，主要包括：细胞与海藻酸钠溶液混合、成球、包覆聚赖氨酸、包覆海藻酸钠和洗出游离海藻酸钠、微囊液化等步骤。首先将细胞或组织与适当浓度的海藻酸钠溶液混合均匀，然后用高压静电液滴法或气流切割法将混合液滴至固化溶液中(等渗的CaCl2溶液)形成海藻酸钙微球，然后再将微球先后投入到适当浓度的聚赖氨酸溶液和海藻酸钠溶液中包覆聚赖氨酸和海藻酸钠，最后将微球投入到柠檬酸钠溶液中洗出游离的海藻酸钠，液化微球的核心，即可获得APA微囊化的细胞或组织。海藻酸钠-聚赖氨酸-海藻酸钠（APA）微囊由于易吸附蛋白和细胞，容易被组织纤维化，并且其机械性能较差。

本发明采用海藻酸钠-活性氨基组分-聚乙二醇的结构，其内层由生物相容性较好的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽修饰的海藻酸钠对细胞进行包裹，精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽修饰的海藻酸钠相比单纯的海藻酸钠更利于细胞的成活，并具有更强的稳定性和机械强度。然后用含有超支化聚乙烯亚胺偶联的聚赖氨酸作为稳定剂，其中超支化聚乙烯亚胺对聚赖氨酸层进行了交联加固，提高了微囊的机械性能。微囊的最外层是由单边固定在活性氨基组分的聚乙二醇链段组成，由于其具有滑动性能，对蛋白质、细胞的粘附起到抑制作用。由于聚乙二醇在人体中是趋于“隐形”的材料，故而本发明所述微囊在一定程度上可以抑制被纤维化，从而延长活性细胞的存活时间。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的技术问题而提供一种胰岛细胞微囊。