一种磁响应人工细胞及其在脑出血中的应用的制作方法

专利2025-03-18  25


本发明属于纳米生物医学,具体涉及一种磁响应人工细胞及其在脑出血中的应用。


背景技术:

1、脑出血(ich)是由于局部脑血管破裂引起的脑实质内出血,是临床上死亡率和致残率最高的一种中风类型。ich患者预后不佳的主要原因之一是ich后的免疫炎症反应的进展,引起继发性脑损伤,这种损伤难以干预,常波及损伤周围区域甚至整个大脑,导致广泛的神经元损伤。然而,由于常用抗炎药物的非选择性作用,已有研究报道长期使用会干扰血压调控能力并增加患者再出血的风险。目前,尚无明确有效的药物可以靶向ich后脑内过度活化的免疫炎症环境。因此,探索一种能够选择性靶向脑内免疫炎症反应的治疗方式显得尤为重要。

2、小胶质细胞(bv2)作为中枢神经系统的主要常驻免疫细胞,参与并调节大脑中的炎症过程。促炎性小胶质细胞在将脑内环境调节为促炎状态方面起着关键作用。线粒体(hmito)功能受损与小胶质细胞的促炎活性密切相关,进而加剧了脑出血后脑部炎症的进展。纠正线粒体功能的最有前景的策略之一是线粒体移植,它涉及将外源性线粒体移植到受损细胞中,通过直接补充或诱导线粒体自噬或线粒体生成,从而恢复受损细胞的线粒体功能,并已成为干预免疫细胞促炎表型和调节免疫微环境的一种有前景的方式。因此,外源性线粒体移植有望改善小胶质细胞的促炎表型,从而减轻ich继发的脑损伤。

3、线粒体移植可以分为两大类:直接输送和间接输送。直接输送是通过直接移植从细胞或组织中分离出来的裸线粒体实现的。然而,裸线粒体在循环中容易受到攻击或清除,且无法选择性到达损伤部位,从而限制了其功效。尽管原位注射可以规避这些问题,但难以满足反复治疗的需求以及患者的依从性,并且线粒体的分布范围也受到限制。相比之下,间接输送途径利用细胞作为线粒体的供体和载体,依靠细胞之间自发的线粒体转移进行线粒体移植。其中,干细胞具有对损伤部位的趋化特性,已成为最常用的线粒体载体细胞,然而,由于它们主要依赖糖酵解而非氧化磷酸化供能,表现出较差的线粒体呼吸和atp生成能力,导致细胞间线粒体转移效率低。此外,还存在成瘤性风险。因此,迫切需要开发一种安全、非侵入性的方法进行线粒体移植,使线粒体能够选择性留在病灶脑区,对抗ich后脑内过度活化的免疫微环境。


技术实现思路

1、本发明采用plga作为人工细胞(acs)支架的主体成分,将pela加入到plga中,并在其中掺入超顺磁性氧化铁纳米颗粒,构建了磁响应acs支架,通过支架的自愈合特性装载线粒体,得到了磁响应acs,并在ich动物模型证明其有效性。基于此,完成了本发明。

2、第一方面,一种磁响应acs支架的构建方法,所述方法由如下步骤获得:

3、s1:将主干材料、乳化剂和磁性颗粒混合;使用水包油包水(w/o/w)双重乳化法制备多孔微球;

4、s2:调控其结构特性,使微球直径保持在5-10微米,微球表面显示出多个开口孔,内部具有互联的多孔网络。

5、进一步,所述主干材料为plga。

6、进一步,所述乳化剂为pela。

7、进一步,所述磁性颗粒为铁颗粒。

8、进一步,所述铁颗粒为超顺磁性氧化铁纳米颗粒。

9、进一步,所述内水相成分为0.5%生理盐水(w/t)或0.5%油酸钠水溶液(w/t),优选为0.5%生理盐水(w/t)。

10、进一步,所述外水相成分为1.5%pva水溶液(w/t)或3.0%pva水溶液(w/t),优选为1.5%pva水溶液(w/t)。

11、进一步,所述孔隙演化时间为60秒、90秒和120秒,优选为90秒。

12、进一步,微球直径为大约6微米。

13、进一步,所述开口孔直径约2微米。

14、第二方面,一种复合体,所述复合体由磁响应acs支架和线粒体构成,其中线粒体装载入磁响应acs支架内,所述磁响应acs支架由第一方面所述的方法获得。

15、第三方面,一种磁响应acs,由第一方面所述的方法获得的磁响应acs支架经过孵育触发聚合物链的自发重排使支架延伸并愈合获得,所述磁响应acs可以在磁场的作用下富集。

16、第四方面,第二方面所述的复合体或如第三方面所述的磁响应acs在制备预防或治疗ich的药物或试剂中的应用。

17、有益效果

18、本发明采用plga作为acs的支架,将pela加入到plga中,接近玻璃化转变温度的温度下发生的“自愈”,闭合支架孔隙,形成完整的类细胞结构,从而保护线粒体免受外界攻击和吞噬。此外,为了解决线粒体无法选择性富集于脑部的问题,在acs支架的合成过程中加入超小铁颗粒,使其获得磁响应特性。利用acs的磁响应特性,实现了载荷线粒体在脑内的富集。通过acs的脑内富集并介导的线粒体移植,促进了ich后的神经功能恢复。



技术特征:

1.一种磁响应acs支架的构建方法,所述方法由如下步骤获得:

2.如权利要求1所述的方法,所述主干材料为plga,所述乳化剂为pela,所述磁性颗粒为铁颗粒。

3.如权利要求1所述的方法,所述铁颗粒为超顺磁性氧化铁纳米颗粒。

4.如权利要求1所述的方法,所述内水相成分为0.5%生理盐水(w/t)或0.5%油酸钠水溶液(w/t),优选为0.5%生理盐水(w/t)。

5.如权利要求1所述的方法,所述外水相成分为1.5%pva水溶液(w/t)或3.0%pva水溶液(w/t),优选为1.5%pva水溶液(w/t)。

6.如权利要求1所述的方法,调控其结构特性通过控制乳化力、渗透梯度和孔隙演变时间实现,所述孔隙演化时间为60秒、90秒和120秒,优选为90秒。

7.如权利要求1所述的方法,微球直径为大约6微米,所述开口孔直径约2微米。

8.一种复合体,所述复合体由磁响应acs支架和线粒体构成,其中线粒体装载入磁响应acs支架内,所述磁响应acs支架由第一方面所述的方法获得。

9.一种磁响应acs,由第一方面所述的方法获得的磁响应acs支架经过孵育触发聚合物链的自发重排使支架延伸并愈合获得,所述磁响应acs可以在磁场的作用下富集。

10.如权利要求8所述的复合体或如权利要求9所述的磁响应acs在制备预防或治疗ich的药物或试剂中的应用。


技术总结
本发明提供了一种磁响应人工细胞及其在脑出血中的应用,本发明采用PLGA作为人工细胞(ACs)支架的主体成分,将PELA加入到PLGA中,并在其中掺入超顺磁性氧化铁纳米颗粒,构建了磁响应ACs支架,通过支架的自愈合特性装载线粒体,得到了磁响应ACs,并在ICH动物模型证明其有效性。

技术研发人员:郑元义,姜礼贤,张凯,周蜜,钱宇轩,臧金惠
受保护的技术使用者:上海市第六人民医院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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