本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，尤其涉及吸附外泌體的多功能mof微針貼片制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來，傷口愈合因其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)而引起了人們的廣泛關(guān)注。但目前我們對創(chuàng)面難愈合的治療措施十分有限，需要繼續(xù)探索有效的治療方法。傷口愈合過程通常分為三個階段：炎癥、增殖和組織重塑。優(yōu)良的治療手段不僅可以改善傷口的炎癥，還可以加速血管再生、細(xì)胞增殖和組織重塑。為了解決創(chuàng)面難愈合的問題，人們開發(fā)了多種治療策略，如水凝膠薄膜、靜電紡絲敷料和其他各種傷口貼片。其中，微針(mn)是一種很有前途的醫(yī)學(xué)技術(shù)，可以通過微創(chuàng)方法無痛經(jīng)皮給藥，被廣泛應(yīng)用于疫苗接種、癌癥治療、皮膚治療、化妝品等領(lǐng)域。特別是含有活性成分的mns，已經(jīng)被運(yùn)用于傷口愈合研究。與傳統(tǒng)敷料相比，mns貼片可以通過增加其與傷口之間的接觸面積顯著增加促進(jìn)傷口愈合的效果。然而，對于一些用不可生物降解材料制造的mns，如不銹鋼等，mns的針體很容易在傷口部位形成微小的針孔。這些孔洞很有可能會造成繼發(fā)性的物理損傷，甚至在傷口上造成嚴(yán)重的微生物感染。這些局限性限制了mns在促進(jìn)傷口愈合領(lǐng)域的發(fā)展。因此，非常需要具有改善藥物遞送的微創(chuàng)治療效果同時具備優(yōu)良生物相容性的水凝膠mns。目前，微針的應(yīng)用潛力還有待于深度發(fā)掘。

2、pegda和gelma是常用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的水凝膠材料，具有良好的生物相容性，在組織工程和創(chuàng)傷修復(fù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。gelma具有良好的生物降解性和可調(diào)節(jié)的交聯(lián)度，具有紫外光交聯(lián)的特性，同時能夠更好地支持細(xì)胞的粘附和增殖，促進(jìn)組織再生；而pegda的加入可以進(jìn)一步增強(qiáng)材料的機(jī)械性能，這種pegda和gelma雙網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)能夠持續(xù)穩(wěn)定地釋放裝載的活性成分，有助于加速傷口愈合。

3、已有研究證明，鋅離子也被認(rèn)為有助于抗菌和傷口愈合的效果。近年來，鋅基沸石-咪唑酸鹽框架(zif-8mof)對創(chuàng)面模型和骨修復(fù)模型具有良好的抗菌作用。帶正電的金屬納米顆粒具有較大的比表面積和高孔隙率，粗糙表面可以增加與細(xì)菌之間的接觸面積，從而獲得更好的抗菌活性。而外泌體是一種自身帶負(fù)電的天然細(xì)胞信號載體，能夠通過其所包含的蛋白質(zhì)、rna等生物活性分子調(diào)節(jié)創(chuàng)面局部的細(xì)胞活動，促進(jìn)傷口愈合。因此，我們利用靜電力相互作用，使帶正電的微針貼片吸附帶負(fù)電的外泌體，并通過微針結(jié)構(gòu)將其直接傳遞至創(chuàng)面部位。此外，鋅離子在血管化過程中起著重要作用，可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞形成血管以及抑制炎癥反應(yīng)。外泌體的負(fù)載進(jìn)一步增強(qiáng)了這些功能，形成協(xié)同效應(yīng)，從而在創(chuàng)傷修復(fù)過程中表現(xiàn)出更好的效果。筆者認(rèn)為：將zif-8粒子裝載于pegda/gelma微針中，賦予了微針強(qiáng)大的抗菌性能，同時可以發(fā)揮良好的促血管生成、抑制炎癥的效果，而利用靜電力的作用使外泌體在微針貼片表面實(shí)現(xiàn)自主裝，進(jìn)一步增強(qiáng)了這些功能，形成協(xié)同效應(yīng)，這樣的組合是治療創(chuàng)面的可靠途徑之一。

4、本發(fā)明旨在構(gòu)建一種用于創(chuàng)面修復(fù)治療的多功能微針材料。它是以pegda/gelma為基材，當(dāng)中裝載zif-8粒子，利用靜電力作用吸附外泌體，發(fā)揮抗菌、促進(jìn)血管生成和抑制炎癥的作用，經(jīng)一系列步驟和流程制得。該多功能微針預(yù)期具備優(yōu)良的生物相容性、生物可降解性、廣譜抗菌性、促進(jìn)血管生成活性和抑制炎癥反應(yīng)作用，臨床轉(zhuǎn)化潛力較大。目前，尚未見到同時以pegda/gelma和zif-8粒子為原料制備微針，并且利用靜電力完成外泌體裝載的有關(guān)報道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，而提出的吸附外泌體的多功能mof微針貼片制備方法及其應(yīng)用。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、吸附外泌體的多功能mof微針貼片制備方法，該制備方法具體步驟如下：

4、ⅰ、通過水熱法合成zif-8粒子，并采用光刻膠技術(shù)制備pdms微針模具；

5、ⅱ、按照規(guī)定比例配制pegda/gelma混合溶液，向上述混合溶液中加入不同比例的zif-8粒子混勻，最后加入光引發(fā)劑lap；

6、ⅲ、將混合溶液澆筑到微針模具中，離心脫氣泡，再將模具置于紫外光源下，交聯(lián)得到微針；

7、ⅳ、將微針放入外泌體溶液中進(jìn)行外泌體吸附。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟ⅰ所述pdms微針模具的形態(tài)參數(shù)為針高400～1500μm，底座直徑150～500μm，針尖直徑5～50μm，中心間距500～2000μm，陣列數(shù)量大于5×5。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟ⅱ所述pegda的分子量為600，所述gelma的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，其中，pegda/gelma混合溶液的混合比例為pegda：gelma＝2：1；

10、所述光引發(fā)劑lap的加入量占溶液總質(zhì)量的0.05％。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟ⅲ所述離心脫氣泡的參數(shù)為轉(zhuǎn)速3000～10000rpm，時間5～15min，重復(fù)三次。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟ⅲ所述將模具置于紫外光源下，交聯(lián)得到微針的具體步驟如下：

13、s1.1：將紫外光源的波長設(shè)置為200～400nm，功率為50～500w，交聯(lián)時間為1～3min，模具被放置在室溫下24小時；

14、s1.2：當(dāng)微針充分干燥和穩(wěn)定后，將微針陣列從pdms模具中脫離出來。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟ⅳ所述外泌體吸附的具體步驟如下：

16、s2.1：將外泌體以1mg/ml的濃度懸浮在1ml的ph值為7的pbs溶液中；

17、s2.2：將外泌體溶液加入復(fù)合微針支架中，并在4℃下孵育過夜，使外泌體加載到微針表面。

18、吸附外泌體的多功能mof微針貼片應(yīng)用，包括：

19、所述吸附外泌體的多功能mof微針貼片使用的具體為一種含有zif-8粒子的光交聯(lián)微針，該微針為多個圓錐形針頭形成的陣列，并由水凝膠預(yù)聚體經(jīng)紫外光固化制得；

20、所述水凝膠預(yù)聚體的化學(xué)組成為聚乙二醇二丙烯酸酯pegda和甲基丙烯酸化明膠gelma，以及光引發(fā)劑lap；

21、該含有zif-8粒子的光交聯(lián)微針中，通過調(diào)整zif-8粒子負(fù)載量可獲得同時具備優(yōu)良抗菌作用和良好生物相容性的微針，并且使外泌體自主裝加載于微針表面。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述吸附外泌體的多功能mof微針貼片應(yīng)用的體內(nèi)創(chuàng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該含有zif-8和外泌體的光交聯(lián)微針的吸附外泌體的多功能mof微針貼片可以有效地促進(jìn)創(chuàng)面的血管生成和膠原沉積，抑制炎癥反應(yīng)，發(fā)揮促進(jìn)傷口愈合的作用，且該吸附外泌體的多功能mof微針貼片在創(chuàng)面治療中具有一定的應(yīng)用潛力。

23、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

24、本發(fā)明相較于以往的微針貼片制備方法，結(jié)合敷料的臨床需求，原創(chuàng)性地設(shè)計了一種含有zif-8粒子的光交聯(lián)微針，并制備一系列不同化學(xué)組成的微針；通過多種體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)評估其性能，從中優(yōu)選出了一種具備良好機(jī)械性能的，發(fā)揮廣譜抗菌性、促血管作用和抗炎效果俱佳的微針產(chǎn)品，可以有效地促進(jìn)創(chuàng)面的血管生成和膠原沉積，抑制炎癥反應(yīng)，發(fā)揮促進(jìn)傷口愈合的作用；通過優(yōu)化制備工藝和參數(shù)，獲得了一套穩(wěn)定性強(qiáng)、重復(fù)性好的微針制備方法，適合工廠化生產(chǎn)，獲得的微針產(chǎn)品特別適用于皮膚創(chuàng)面的治療，也可以用于骨修復(fù)和其他器官給藥。