本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥，具體涉及螺旋藻細胞外囊泡水凝膠、制備方法及其外敷應用。

背景技術：

1、皮膚作為人體的第一道防線，與其他器官不同，不僅受到內部因素的影響，還不斷受到各種外部環(huán)境壓力的刺激，包括物理、化學和生物因素。盡管人們正在不斷加強生態(tài)保護理念的傳播，但人類活動造成的溫室氣體排放以及隨之而來的全球變暖仍在持續(xù)破壞臭氧層。臭氧層消耗導致到達地球表面的紫外線增加，不可避免地增加了紫外線皮膚損傷的人群比例。反復接觸過量的紫外線，會引發(fā)表皮細胞和真皮細胞釋放大量活性氧和自由基，從而導致氧化應激。氧化應激和紫外線的直接刺激都會導致dna和蛋白質損傷以及膠原蛋白流失。此外，紫外線損傷還會導致皮膚炎癥，甚至誘發(fā)皮膚癌。在當今社會，人們對皮膚狀態(tài)越來越重視，研究兼?zhèn)淇寡趸?、抗炎、修復皮膚屏障等多重功能的藥物極具臨床轉化意義。然而，皮膚的屏障作用阻礙了大多數(shù)藥物的透皮效率。目前，仍然是侵入性治療方法如局部注射和微針在皮膚疾病上的應用更為廣泛。但與局部無創(chuàng)透皮給藥相比，上述技術的安全性和舒適度較低。

2、細胞外囊泡是大多數(shù)細胞釋放到周圍環(huán)境中的脂質雙層納米囊泡，含有釋放它們的細胞成分。研究表明，植物細胞外囊泡可以與皮膚脂質很好地結合并穿透角質層，作為透皮系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。在功效方面，已有研究發(fā)現(xiàn)人參提取的細胞外囊泡可以抵抗皮膚衰老；從蘆薈中提取細胞外囊泡可以治療皮膚炎癥。

3、鈍頂螺旋藻是一種可食用的天然微藻，繁殖迅速、培養(yǎng)成本低，富含蛋白質、多糖、維生素、礦物質、必需脂肪酸和多種生物活性成分，其中藻藍蛋白含量最多，sod活性高。已有研究表明，鈍頂螺旋藻具有抗氧化、抗炎和免疫調節(jié)等多種作用。雖然螺旋藻微米級的尺寸和三維螺旋形狀使其無法通過皮膚直接被吸收，但它分泌的細胞外囊泡具有透皮優(yōu)勢。本發(fā)明人對螺旋藻細胞外囊泡進行代謝組學和蛋白組學分析，發(fā)現(xiàn)其含有藻藍蛋白、生育酚等多種源細胞的優(yōu)秀功能成分。

4、鑒于螺旋藻細胞外囊泡具有較高的安全性、有效的成分和較低的培養(yǎng)成本，基于螺旋藻細胞外囊泡的皮膚水凝膠敷料為防治紫外皮膚損傷提供了一種安全、有效、經濟的解決方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術不足，提供一種天然環(huán)保、簡易可行、易規(guī)?；穆菪寮毎饽遗菟z制備方法及其在紫外皮膚損傷中的應用。

2、本發(fā)明采用的技術方案是提供一種螺旋藻細胞外囊泡水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

3、通過超速差速離心法分離得到螺旋藻細胞外囊泡，加入至海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體中，加入京尼平交聯(lián)，混勻后37℃孵育，獲得螺旋藻細胞外囊泡水凝膠。

4、進一步地，所述螺旋藻細胞外囊泡的分離包括以下步驟：

5、取螺旋藻藻液，4000xg、4℃離心15min，棄沉淀，取上清，以10000xg、4℃離心40min，棄沉淀；繼續(xù)取上清，用0.22μm濾膜過濾，濾液以100000xg、4℃超速離心1.5h，棄上清；取沉淀，用pbs重懸后，以100000xg、4℃超速離心1.5h，最終得到純化的螺旋藻細胞外囊泡，用預冷的pbs重懸，-80℃儲存。

6、進一步地，作所述海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體通過如下方法制備獲得：

7、將海藻酸鈉和羧甲基殼聚糖粉末分別溶解于超純水中，加熱至80℃攪拌均勻，室溫下放置直至成為均勻無氣泡的凝膠前體。

8、進一步地，所述海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體的制備中，配比為0.02g/ml海藻酸鈉和0.02g/ml羧甲基殼聚糖，按照體積比1:1比例混合。

9、進一步地，所述螺旋藻細胞外囊泡的濃度為2mg/ml，與海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體的按體積比1:1混合，所述京尼平(交聯(lián)劑)的終質量濃度為0.01％-0.04％。

10、一種所述方法制備得到的螺旋藻細胞外囊泡水凝膠。

11、一種所述螺旋藻細胞外囊泡水凝膠的應用，用于制備防治紫外引起的皮膚組織病變和/或皮膚氧化應激和/或皮膚炎癥的皮膚敷料。

12、本發(fā)明的有益效果是：

13、(1)本發(fā)明通過分離螺旋藻細胞外囊泡，負載在水凝膠上制備螺旋藻細胞外囊泡水凝膠，制備方法簡單，可大規(guī)模量產。

14、(2)各組分安全性高，給藥方式可操作性高，有臨床轉化的巨大潛力。

15、(3)制得的螺旋藻細胞外囊泡水凝膠在皮膚表面具有良好的黏附性和安全性，能夠快速均勻釋放負載的螺旋藻細胞外囊泡、增強螺旋藻細胞外囊泡在皮膚上的滯留時間，幫助其無創(chuàng)透過皮膚屏障。

16、(4)外敷螺旋藻細胞外囊泡水凝膠可通過調節(jié)紫外引起的表皮異常增厚、恢復真皮細胞膠原纖維狀態(tài)，修復皮膚組織病變；可通過增強sod、gsh抗氧化酶活性，減少mda生成以抵抗紫外引起的皮膚氧化應激；可通過抑制促炎因子tnf-α、il-6、il-1β生成，減輕紫外引起的皮膚炎癥。

技術特征：

1.一種螺旋藻細胞外囊泡水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：通過超速差速離心法分離得到螺旋藻細胞外囊泡，加入至海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體中，加入京尼平交聯(lián)，混勻后37℃孵育，獲得螺旋藻細胞外囊泡水凝膠。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分離螺旋藻細胞外囊泡包括以下步驟：

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體通過如下方法制備獲得：

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體的制備中，配比為0.02g/ml海藻酸鈉和0.02g/ml羧甲基殼聚糖，按體積1:1混合。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述螺旋藻細胞外囊泡的濃度稀釋為2mg/ml，與海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠前體按體積比1:1混合，所述京尼平的終質量濃度為0.01％-0.04％。

6.一種權利要求1所述方法制備得到的螺旋藻細胞外囊泡水凝膠。

7.一種權利要求6所述螺旋藻細胞外囊泡水凝膠的應用，其特征在于，所述螺旋藻細胞外囊泡水凝膠用于制備防治紫外引起的皮膚組織病變和/或皮膚氧化應激和/或皮膚炎癥的皮膚敷料。

技術總結
本發(fā)明公開了一種螺旋藻細胞外囊泡水凝膠、制備方法及應用。通過分離螺旋藻細胞外囊泡，負載在海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖水凝膠上，制備得到螺旋藻細胞外囊泡水凝膠，該方法成本低廉、簡易可行、綠色安全。外敷該水凝膠能有效防治紫外輻照引起的皮膚組織病變，包括表皮不正常增厚、膠原纖維流失和紊亂等；抑制紫外引起的皮膚氧化應激，達到抗氧化效果；通過抑制促炎因子生成減輕紫外引起的皮膚炎癥；作為皮膚敷料，能夠實現(xiàn)透皮無創(chuàng)給藥；表現(xiàn)良好的生物安全性。本發(fā)明在利用生物活性材料實現(xiàn)皮膚紫外損傷相關疾病的防治上具有廣闊的應用前景。

技術研發(fā)人員：周民,崔家榕
受保護的技術使用者：浙江大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15