一种多孔微针及其制备方法和应用

本发明涉及生物医学工程，尤其涉及一种多孔微针及其制备方法和应用。

背景技术：

1、细胞疗法是一种运用个体自身或者其它供体来源的细胞，以达到诊断、预防和治疗疾病的目的。细胞疗法的关键是细胞必须被精确、安全地递送到靶部位以修复受损组织。目前有三种主要的技术可以递送细胞以进行细胞治疗。第一种技术是将细胞悬液注射到靶组织当中，该方法简单可行，但在注射过程中存在细胞损伤或因渗漏而从靶组织流失的风险，会降低细胞活力或减少细胞驻留。因此，使用单针注射系统无法安全有效地将活细胞输送到受损组织。第二种常见的技术是通过血液循环系统将细胞输送到组织。然而，受伤组织的血液循环不足会限制细胞治疗的有效性。第三种技术是在植入体内之前将细胞与工程材料相结合，工程材料的特殊结构具有刺激细胞分化和黏附的功能，但是大多数材料很难维持细胞活性，细胞可能因为营养物质和氧气扩散不足而死亡。

2、为了克服细胞疗法传统递送方法的局限性，微针技术被设计并广泛应用于穿透组织表层，将活性物质有针对性地输送到病灶处。与传统注射方法相比，微针注射的侵入性更小，疼痛感更低。因此提供一种微针，用于向病灶处递送、原位复苏功能细胞，为细胞疗法提供一种安全、精准、有效的递送方法，具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种多孔微针及其制备方法和应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了多孔微针的制备方法，包含下列步骤：

4、(1)将高分子材料与溴化锂溶液混合，得到高分子材料的溴化锂溶液；

5、(2)将高分子材料的溴化锂溶液进行透析，得到透析后的高分子材料的水溶液；

6、(3)将透析后的高分子材料的水溶液和水混合，然后顺次进行浇注、冷冻和冷冻干燥，得到所述的多孔微针。

7、作为优选，步骤(1)所述高分子材料包含丝素蛋白、纤维素、聚乙烯醇或聚乳酸。

8、作为优选，步骤(1)所述溴化锂溶液的浓度为9～10mol/l；

9、所述高分子材料与溴化锂溶液的质量体积比为0.5～1.5g：4～6ml。

10、作为优选，步骤(1)所述混合的温度为55～65℃，所述混合的时间为0.5～1.5h。

11、作为优选，步骤(2)所述透析的温度为20～30℃，所述透析的次数为5～7次；

12、单次透析的时间为4～5h，单次透析所用水与步骤(1)所述溴化锂溶液的体积比为1800～2200：4～6。

13、作为优选，步骤(3)混合得到的溶液中高分子材料的质量分数为1～2％。

14、作为优选，步骤(3)所述冷冻的温度为-15～-25℃，所述冷冻的时间为5～7h。

15、作为优选，步骤(3)所述冷冻干燥的温度为-40～-50℃，所述冷冻干燥的时间为10～14h。

16、本发明还提供了所述多孔微针的制备方法制备得到的多孔微针。

17、本发明还提供了所述多孔微针在制备递送或原位复苏功能细胞的药物中的应用。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明提供了一种多孔微针的制备方法，包含下列步骤：将高分子材料与溴化锂溶液混合，得到高分子材料的溴化锂溶液；将高分子材料的溴化锂溶液进行透析，得到透析后的高分子材料的水溶液；将透析后的高分子材料的水溶液和水混合，然后顺次进行浇注、冷冻和冷冻干燥，得到多孔微针。本发明提供的多孔微针成分简单，由高分子材料溶液经浇注、冷冻、冷冻干燥和脱模等一系列操作后制得。多孔微针表面与内部分布着随机孔隙，其孔隙率为80.98％，孔隙连通性较好，可以有效负载细胞，细胞最大负载量为2.5×106cells/mn。相较于传统的冷冻微针(纯冰针)，本发明制备得到的多孔微针具有更长的室温停留时间与更大的细胞负载量，可以实现负载细胞的均匀分布，提高微针基质的结构统一性，还可以为细胞提供成分结构类似于实体组织的三维生长环境，从时空上共同调控细胞的增殖和分化，更准确地模拟细胞在组织中的实际环境，细胞行为特性更接近于生物体内的生存状态，使细胞在递送过程中不必损耗或改变其功能特性；此外，冰作为水及其介质在低温下的固态形式，具有很强的机械性能且容易模制成任何形状，多孔微针不仅可以保持细胞活力，可长时间低温储存，11天后复苏细胞活性均维持在80％左右，还具有足够的机械强度穿透皮肤及内脏器官表面，微针的有效穿透深度均大于400μm，但不会造成穿孔。最后，本发明多孔微针的细胞悬液加载过程无需脱气或离心，可以通过毛细管力自发地将液体吸到微针内腔中，从而达到更高水平的负载量，避免了细胞悬液污染的风险，有助于微针在临床应用的推进。

1.一种多孔微针的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：

2.如权利要求1所述的多孔微针的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述高分子材料包含丝素蛋白、纤维素、聚乙烯醇或聚乳酸。

3.如权利要求1或2所述的多孔微针的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溴化锂溶液的浓度为9～10mol/l；

4.如权利要求3所述的多孔微针的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的温度为55～65℃，所述混合的时间为0.5～1.5h。

5.如权利要求4所述的多孔微针的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述透析的温度为20～30℃，所述透析的次数为5～7次；

6.如权利要求5所述的多孔微针的制备方法，其特征在于，步骤(3)混合得到的溶液中高分子材料的质量分数为1～2％。

7.如权利要求6所述的多孔微针的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述冷冻的温度为-15～-25℃，所述冷冻的时间为5～7h。

8.如权利要求7所述的多孔微针的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述冷冻干燥的温度为-40～-50℃，所述冷冻干燥的时间为10～14h。

9.权利要求1～8任意一项所述多孔微针的制备方法制备得到的多孔微针。

10.权利要求9所述多孔微针在制备递送或原位复苏功能细胞的药物中的应用。