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当干细胞“邂逅”纳米碳酸钙,人类DNA动了!
848 2022-09-21

中国粉体网讯 碳酸钙材料在生物医学领域是一种较常见的无机非金属材料,研究与应用方向已经涵盖多个方面,如:进入细胞的方式、细胞中的分布、细胞毒性、基因毒性和药物缓释、生物材料制备等。那当超细化的纳米碳酸钙材料“邂逅”干细胞,二者又能擦出哪些火花呢?


 

多孔碳酸钙微球

 

干细胞 图源:粤港澳干细胞


干细胞是具有自我复制功能及多向分化潜能的原始且未特化细胞的统称,在特定条件下能再生成人体的各种细胞、组织或器官,在医学界有“万能细胞”之称。

 

1、纳米碳酸钙“打通”干细胞培养技术瓶颈

 

目前干细胞的培养模式有2D(传统)培养与3D培养两种。2D干细胞培养模式较为简单,但不能准确描述和模拟在体内丰富的环境和复杂过程,比如信号转导、空间结构变化等;且技术趋于成熟,很难实现干细胞规模化培养。3D干细胞培养技术,是在立体容器中完成,可以自主调控培养液的组成,可实现干细胞的规模化培养,甚至能应用于体外类器官形成的研究,目前3D培养逐渐成为干细胞产业链的主流技术。

 

不过,在3D干细胞培养技术链上,最重要的“载体”依旧是制约其产业发展的关键要素。现有众多厂家进行干细胞3D培养载体研究开发,但多数厂家在制造干细胞3D培养载体尤其是多孔微载体时都是采用有机溶剂,包括苯,作为致孔剂,对培养的干细胞有潜在的危害,因此急需一种友好的致孔剂。

 

近期,华子昂提供一种仿真干细胞巢的3D培养用微载体及其制备方法。其实质以对干细胞友好的碳酸钙材料为致孔剂,利用稀酸将碳酸钙溶解除去并形成载体内部孔道,整个干细胞3D培养用载体制造过程中不使用有机溶剂,有效避免利用挥发法去除致孔用有机溶剂造成的干细胞3D培养载体内有机溶剂残留问题。

 

2、纳米碳酸钙促进干细胞增殖

 

目前,干细胞治疗技术在基因治疗、自身免疫性疾病、脑部和神经系统疾病治疗、心血管疾病治疗中已显示出巨大的临床应用前景。其中,自体成体干细胞移植的优势尤为突出。然而成体干细胞在机体中数量有限,需要体外扩增以满足临床需求。传统的平皿培养存在接触抑制现象,细胞增殖率低,且极易分化或老化,严重影响了干细胞的数量和质量。因此,急需开发一种新型的维持成体干细胞干性的培养方法。

 

近期,济南大学孙春辉等公开了一种聚乳酸-羟基磷灰石微米纳米多级结构复合微球材料及应用。该材料具有良好的细胞相容性,能够促进成体干细胞增殖,细胞存活率在98%以上,且能维持成体干细胞的干性;扩增后的成体干细胞具有良好的分化潜能,可以分化为成骨、脂肪以及软骨细胞。

 

 

其中,聚乳酸‑羟基磷灰石微米纳米多级结构复合微球材料的制备方法如下:

 

先将聚乳酸和CaCO3分散于二氯甲烷中,得到第一溶液,采用微流控技术,将第一溶液滴入聚乙烯醇水溶液中,得到均一的聚乳酸‑CaCO3微球。

 

再将微球浸入K2HPO4溶液中,与微球表面的CaCO3在恒温水浴下反应,用去离子水和无水乙醇清洗后,真空干燥,获得表面包被羟基磷灰石纳米结构的聚乳酸复合微球。

 

该微球结构稳定、尺寸均一、直径为50‑400μm。将人脂肪间充质干细胞接种在该微球上,可以促进干细胞的增殖,并维持干细胞的干性。

 

结语

 

目前,国内对碳酸钙在生物医学方面的应用研究逐渐增多,但相对成熟的应用技术主要集中于药物释放和初级的原料药利用方面,成果性应用场景尚不能构成一个具有关联性的系统。

 

信息来源:专利之星

 

(中国粉体网编辑整理/昧光)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!