缓控释细胞因子蛋白同时避免蛋白失活及抗体反应的新型组织再生纤维材料

用于体内组织修复的再生纤维材料须有附着干细胞、局部缓释细胞因子蛋白、排出细胞代谢物、材料本身的降解吸收、塑型被修复组织以及不产生抗体反应等一系列功能。形态上类似于细胞间质的可降解聚合物纤维具有上述多项功能，但在细胞因子蛋白的缓控释特别是同时避免蛋白失活和有害于修复组织的抗体反应方面的问题尚未解决。本研究制备了可缓控释细胞因子蛋白、同时不引起蛋白失活和抗体反应的新型纤维材料。我们的基本思路是：利用我们发明的水相－水相冷冻相分离方法，在无油-水界面（蛋白变性的主要原因）条件下将细胞因子蛋白预载于可耐受有机溶剂等苛刻条件的多糖颗粒中，进而混悬于聚合物溶液，静电纺丝成新型纤维。前期实验中证明了载于多糖颗粒中的模型蛋白在纤维制备及体外释放过程中保持了活性，同时可以缓释。本项目中，将系统地研究制备条件及细胞因子蛋白所处的微环境对细胞因子蛋白的释放模式、生物活性，以及体内抗体反应的影响及其机理。

用于体内组织修复的再生纤维材料须有附着干细胞、局部缓释细胞因子蛋白、排出细胞代谢物、材料本身的降解吸收、塑型被修复组织以及不产生抗体反应等一系列功能。形态上类似于细胞间质的可降解聚合物纤维具有上述多项功能，但在细胞因子蛋白的缓控释特别是同时避免蛋白失活和有害于修复组织的抗体反应方面的问题尚未解决。本研究制备了可缓控释细胞因子蛋白、同时不引起蛋白失活和抗体反应的新型纤维材料。利用我们发明的水相－水相冷冻相分离方法，在无油-水界面（蛋白变性的主要原因）条件下将细胞因子蛋白预载于可耐受有机溶剂等苛刻条件的多糖颗粒中，进而混悬于聚合物溶液，静电纺丝成细胞因子蛋白-多糖颗粒复合聚合物纤维。项目研究进展顺利，完成任务书中全部工作：建立了分析方法；确立了纤维的制备方法；选择特别容易发生蛋白聚集变性失活的促红细胞生成素EPO、第八因子FVIII作为模型蛋白，在制备多糖颗粒复合聚合物纤维以及体外释放的过程中都没有形成聚集体，并保持了原有的细胞活性不丢失；小鼠体内埋植抗体水平和生理盐水组相当，明显数倍低于对照组常规乳液静电纺丝组；体外释放过程表现为连续、平稳的理想缓释过程。此外，在完成任务书中所有工作基础上，额外探究尝试了串珠结构的多糖颗粒复合聚合物纤维实现对细胞因子蛋白释放的智能调控；并将这一全新的纤维材料载入神经生长因子NGF卷曲成导管尝试用于外周神经缺损的修复，结果初步表明基于多糖颗粒复合聚合物纤维为基础的导管材料可以有效保持NGF在制备导管、体外释放过程中的细胞活性，实现NGF的长期平稳缓释，坐骨神经缺损的大鼠实验中髓鞘再生、肌肉萎缩实验、神经电生理等结果都表明这一纤维材料为基础的导管的外周神经修复的作用。基于本项目的顺利和超额完成情况，发表论文4篇、获得专利授权11项、获奖两项。