[发明专利]多巴胺修饰的明胶微球、制备方法及其在作为细胞微载体方面的应用

说明书

一种基于微流控技术制备的高均一性多巴胺修饰的明胶微球、制备方法及其在作为细胞微载体方面应用，属于材料科学技术领域。本发明通过光刻技术与等离子刻蚀方法构筑Y字形微通道，通过微流体液滴技术制备高均一性明胶微球，将明胶微球置于多巴胺Tris‑HCl缓冲溶液中，利用多巴胺碱性条件下自我聚合为聚多巴胺性质，使明胶表面形成高黏附聚多巴胺涂层。该方法操作简单，不涉及复杂昂贵的制备技术。相对于传统裸漏的明胶表面，经多巴胺处理后的明胶微球能很好地促进神经细胞的黏附与分化，这对于提高细胞移植后存活率，后期组织治疗效果具有深远意义。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种基于微流控技术制备的高均一性多巴胺修饰的明胶微球、制备方法及其在作为细胞微载体方面应用。该微载体基于多巴胺超黏附性，实现了细胞高运载效率，进一步促进了神经前体细胞的分化与功能表达。

背景技术

帕金森综合症是一种常见的神经系统退行性疾病，主要由腹侧中脑多巴胺神经元坏死引起。相关研究表明，将多巴胺神经元注入到患者中脑，能起到明显的治疗效果，显著提高患者的运动能力。但由于细胞在移植过程中，细胞处于游离状态及注射过程中针头剪切力的存在，会极大降低细胞在组织中存活率。目前经临床审批通过的神经元绝大多数是由胚胎干细胞悬浮分化诱导所得，其自身增殖分化过程均为悬浮状态，不贴附于材料，这进一步增加了移植难度。因此，开发一种可注射、促进神经元黏附、提高其体内存活率的微凝胶是研究人员需要解决的首要问题。

微流控技术是将数十到数百个微米级孔道集成，向其注入少量液体，对其进行系统的操控和控制，微流体液滴是基于微流控技术，构筑“Y、T、十字”等微结构孔道，向孔道内通入不相溶的两相，通过局部乳化方式高效生产微米级凝胶微球，由于其可注射性，广泛应用于细胞运载等生物领域。目前微流体液滴所生产的微凝胶表面性质单一，绝大多数为裸漏的凝胶表面，一些自我悬浮增殖克隆的细胞，如胚胎干细胞、神经干细胞等，裸漏的微凝胶不能为其提供很好的黏附表面位点。

在贻贝黏附蛋白的启发下，从2007年起，聚多巴胺作为一种简单高效改进表面功能的镀膜广泛被人们使用。多巴胺是含有邻苯二酚还有氨基的化合物，在碱性条件下邻苯二酚会转化为醌自我聚合形成聚多巴胺，赋予材料极强的细胞黏附能力。近年来，聚多巴胺涂层由于其极强的黏附性能被广泛应用在生物领域，但在高均一性明胶微球表面镀多巴胺提高细胞运载能力的报道极为少见。

基于上述问题，本发明基于微流体液滴技术，利用多巴胺高黏附性，制备了可注射、促进细胞贴附、分化又能提高其移植后存活率的可以用作细胞微载体的多巴胺明胶微球。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微流体液滴技术室温条件下制备的高效负载神经细胞的高均一性多巴胺修饰的明胶微球、制备方法及其在作为细胞微载体方面应用。随着多巴胺修饰时间的增加，明胶微载体对神经细胞的黏附能力有显著的提升，并对神经细胞分化也有明显的促进作用。

本发明涉及光刻技术与等离子刻蚀方法构筑Y字形、水油两相孔道夹角为 60°的微通道，在水油两相孔道中分别通入不互溶的两相分别是甲基丙烯酸甘油酯修饰的明胶预聚体和混有SPAN80的矿物油，经紫外光固化，清洗后加入到多巴胺的Tris-HCl缓冲溶液中进行多巴胺镀膜修饰。整个过程操作简单，不涉及复杂昂贵的制备技术。本发明主要通过微流体液滴技术构筑高均一性明胶微球，经多巴胺修饰后很好地促进神经细胞的黏附与分化。

本发明所述的一种基于微流体液滴技术制备的高均一性多巴胺修饰的明胶微球的制备方法，如图1所示，其步骤如下：

(1)4-(二甲氨基)吡啶与甲基丙烯酸甘油酯修饰的明胶预聚体的制备：将 8～15g明胶与1～2g的4-(二甲氨基)吡啶溶于40～60℃、80～150mL的二甲基亚砜中，待充分溶解后，在N₂保护的环境下向其中加入3～5mL的甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应60～80小时后取出倒入渗析带，在30～50℃下去离子水渗析2～4天，将得到的渗析液冻干后放入-90～-70℃环境保存，得到4-(二甲氨基)吡啶与甲基丙烯酸甘油酯修饰的明胶预聚体；