本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，具體涉及一種水凝膠系統(tǒng)及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、糖尿病嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。1型糖尿?。╰1d）因自身免疫攻擊導(dǎo)致胰島功能破壞或喪失，胰島素分泌絕對(duì)不足，胰島移植是近年來用于治療t1d的新興方法。

2、然而，移植后免疫攻擊和缺氧都會(huì)損害移植的胰島，最終導(dǎo)致胰島移植失敗。為了解決上述兩個(gè)問題，在移植物局部建立免疫耐受微環(huán)境和供氧是很好的策略，良好的血供可以提供必要的氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，移植后進(jìn)行血管重建是確保移植胰島細(xì)胞長(zhǎng)期存活和功能的關(guān)鍵。

3、水凝膠是高分子通過物理或化學(xué)交聯(lián)形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，近年來已廣泛應(yīng)用于生物工程領(lǐng)域。水凝膠不僅可用于封裝細(xì)胞以模擬細(xì)胞微環(huán)境，還具有緩釋治療藥物的功能。用天然或合成材料將胰島移植物封裝起來，在移植物表面形成一個(gè)具有免疫隔離功能的屏障，可以減輕宿主的免疫排斥反應(yīng)。除此之外，胰島封裝材料還可以作為載氧藥物或促血管生長(zhǎng)藥物的載體。

4、但水凝膠包裹后，氧氣的擴(kuò)散受到限制，導(dǎo)致胰島細(xì)胞容易發(fā)生缺氧和壞死。目前用于胰島移植的水凝膠材料包括膠原蛋白水凝膠、海藻酸鹽水凝膠、聚乙二醇（peg）、聚乳酸-羥基乙酸共聚物（plga）水凝膠等等，它們分別具有降解速度較快，可能引發(fā)免疫反應(yīng)；缺乏生物活性；缺乏細(xì)胞粘附位點(diǎn)，常需修飾生物活性分子等缺點(diǎn)，并且沒有解決胰島細(xì)胞早期的缺氧問題和原位胰島血管重建的需求。傳統(tǒng)載氧材料如過氧化氫分解產(chǎn)氧會(huì)產(chǎn)生自由基損傷細(xì)胞；血紅蛋白存在免疫原性和穩(wěn)定性問題，載氧時(shí)間很短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，特提出本發(fā)明。

2、本發(fā)明第一方面提供了一種水凝膠系統(tǒng)，所述水凝膠系統(tǒng)包括氧化透明質(zhì)酸、殼聚糖、全氟三丁胺和血管生長(zhǎng)因子。

3、在本發(fā)明中，氧化透明質(zhì)酸與殼聚糖利用席夫堿反應(yīng)，通過天然多糖間的胺醛縮合反應(yīng)物理交聯(lián)成膠。

4、進(jìn)一步，所述殼聚糖包括但不限于羧甲基殼聚糖、羥乙基殼聚糖、季銨化殼聚糖、硫醇化殼聚糖、?；瘹ぞ厶?、磷酸化殼聚糖、糖基化殼聚糖、聚乙二醇化殼聚糖。

5、進(jìn)一步，所述殼聚糖選自羧甲基殼聚糖。

6、進(jìn)一步，所述全氟三丁胺為載氧全氟三丁胺。

7、進(jìn)一步，所述殼聚糖與全氟三丁胺的質(zhì)量比為1:20-3:7。

8、進(jìn)一步，所述殼聚糖與全氟三丁胺的質(zhì)量比為2:7。

9、進(jìn)一步，所述殼聚糖與氧化透明質(zhì)酸的質(zhì)量比為1:2-3:1。

10、進(jìn)一步，所述殼聚糖與氧化透明質(zhì)酸的質(zhì)量比為2:1。

11、進(jìn)一步，所述殼聚糖的質(zhì)量濃度為0.67%-2%。

12、進(jìn)一步，所述殼聚糖的質(zhì)量濃度為1.33%。

13、進(jìn)一步，所述血管生長(zhǎng)因子的質(zhì)量濃度為33.3-66.7ng/ml。

14、本發(fā)明第二方面提供了一種藥物組合物，所述藥物組合物包括本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)。

15、進(jìn)一步，所述藥物組合物還包括胰島細(xì)胞。

16、進(jìn)一步，所述藥物組合物包括其在藥學(xué)上可接受的載體和/或輔料。

17、在本發(fā)明中，“藥學(xué)上可接受的載體和/或輔料”包括但不限于稀釋劑、粘合劑、表面活性劑、致濕劑、吸附載體、潤(rùn)滑劑、崩解劑、乳化劑、生物利用度增強(qiáng)劑、懸浮劑、甜味劑、調(diào)味劑、著色劑、賦形劑、防腐劑、增溶劑、分散劑和/或潤(rùn)濕劑。其中，稀釋劑包括但不限于乳糖、氯化鈉、葡萄糖、尿素、淀粉、水；粘合劑包括但不限于淀粉、預(yù)膠化淀粉、糊精、麥芽糖糊精、蔗糖、阿拉伯膠、明膠、甲基纖維素、乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸及海藻酸鹽、黃原膠、羥丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素；表面活性劑包括但不限于聚氧化乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、十二烷基硫酸鈉、硬脂酸單甘油酯、十六烷醇；致濕劑包括但不限于甘油、淀粉；吸附載體包括但不限于淀粉、乳糖、斑脫土、硅膠、高嶺土、皂粘土；潤(rùn)滑劑包括但不限于硬脂酸鋅、單硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、滑石粉、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、聚乙二醇、硼酸粉末、氫化植物油、硬脂富馬酸鈉、聚氧乙烯單硬脂酸酯、單月桂蔗糖酸酯、月桂醇硫酸鈉、月桂醇硫酸鎂、十二烷基硫酸鎂。

18、在本發(fā)明中，所述藥物組合物以注射給藥劑型施用。

19、進(jìn)一步，所述注射給藥劑型包括但不限于靜脈注射劑、肌內(nèi)注射劑、皮下注射劑、皮內(nèi)注射劑或腔內(nèi)注射劑等多種注射劑。

20、進(jìn)一步，所述注射給藥劑型選自靜脈注射劑。

21、進(jìn)一步，所述靜脈為門靜脈。

22、在本發(fā)明中，可以按順序施用、同時(shí)施用和/或交替施用所述藥物組合物和至少一種附加治療劑或療法，其中，所述至少一種附加治療劑或療法包括但不限于胰島素療法、飲食管理、運(yùn)動(dòng)干預(yù)、輔助藥物療法、新興治療療法。

23、進(jìn)一步，所述胰島素療法包括但不限于施用超短效、短效、中效、長(zhǎng)效胰島素。

24、進(jìn)一步，所述超短效胰島素包括但不限于門冬胰島素、賴脯胰島素，此類胰島素用于餐前注射，控制餐后血糖。

25、進(jìn)一步，所述短效胰島素包括但不限于正規(guī)胰島素，此類胰島素用于餐前注射或靜脈注射（如糖尿病酮癥酸中毒時(shí)）。

26、進(jìn)一步，所述中效胰島素包括但不限于中性魚精蛋白鋅胰島素，此類胰島素用于基礎(chǔ)胰島素補(bǔ)充。

27、進(jìn)一步，所述長(zhǎng)效胰島素包括但不限于甘精胰島素、地特胰島素、德谷胰島素，此類胰島素用于基礎(chǔ)胰島素補(bǔ)充。

28、進(jìn)一步，所述胰島素給藥方式包括但不限于皮下注射給藥、胰島素泵給藥、吸入式給藥。

29、進(jìn)一步，所述輔助藥物療法包括但不限于施用普蘭林肽、sglt-2抑制劑。

30、進(jìn)一步，所述新興治療療法包括但不限于干細(xì)胞療法、免疫療法。

31、在本發(fā)明中，藥物組合物以治療有效量的劑量施用。術(shù)語“治療有效量”是指不會(huì)產(chǎn)生顯著的負(fù)面或不良副作用的目標(biāo)試劑的水平或量：（1）延遲或預(yù)防胰島素缺乏或不足引起的疾病或其并發(fā)癥的發(fā)作；（2）減緩或阻止胰島素缺乏或不足引起的疾病或其并發(fā)癥的進(jìn)展、加劇或惡化；（3）改善胰島素缺乏或不足引起的疾病或其并發(fā)癥的癥狀；（4）降低胰島素缺乏或不足引起的疾病或其并發(fā)癥的嚴(yán)重程度或發(fā)生率；（5）治愈胰島素缺乏或不足引起的疾病或其并發(fā)癥。

32、本發(fā)明第三方面提供了一種制備本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)的方法，所述方法包括將血管生長(zhǎng)因子-氧化透明質(zhì)酸溶液與殼聚糖-全氟三丁胺溶液混合。

33、進(jìn)一步，所述血管生長(zhǎng)因子-氧化透明質(zhì)酸溶液與殼聚糖-全氟三丁胺溶液的體積比例為3:5-3:10。

34、進(jìn)一步，所述血管生長(zhǎng)因子-氧化透明質(zhì)酸溶液與殼聚糖-全氟三丁胺溶液的體積比例為1:2。

35、進(jìn)一步，所述血管生長(zhǎng)因子-氧化透明質(zhì)酸溶液中氧化透明質(zhì)酸的質(zhì)量濃度為2%-4%。

36、進(jìn)一步，所述血管生長(zhǎng)因子-氧化透明質(zhì)酸溶液中氧化透明質(zhì)酸的質(zhì)量濃度為2%。

37、進(jìn)一步，所述血管生長(zhǎng)因子-氧化透明質(zhì)酸溶液中血管生長(zhǎng)因子的質(zhì)量濃度為100-200ng/ml。

38、進(jìn)一步，所述殼聚糖-全氟三丁胺溶液中全氟三丁胺的質(zhì)量濃度為7%-20%。

39、進(jìn)一步，所述殼聚糖-全氟三丁胺溶液中全氟三丁胺的質(zhì)量濃度為7%。

40、進(jìn)一步，所述殼聚糖-全氟三丁胺溶液中殼聚糖的質(zhì)量濃度為1%-3%。

41、進(jìn)一步，所述殼聚糖-全氟三丁胺溶液中殼聚糖的質(zhì)量濃度為2%。

42、進(jìn)一步，所述方法還包括血管生長(zhǎng)因子-氧化透明質(zhì)酸溶液的制備方法，所述制備方法包括將血管生長(zhǎng)因子溶解于氧化透明質(zhì)酸溶液中。

43、進(jìn)一步，所述方法還包括氧化透明質(zhì)酸溶液的制備方法，所述制備方法包括將氧化透明質(zhì)酸溶解于pbs溶液中。

44、進(jìn)一步，所述pbs溶液的ph值為7.4。

45、進(jìn)一步，所述方法還包括氧化透明質(zhì)酸的合成方法，所述合成方法包括將透明質(zhì)酸溶解于去離子水中，加入naio4溶液，加入乙二醇，透析。

46、進(jìn)一步，所述透明質(zhì)酸與所述naio4的質(zhì)量比為1.43:1-2.4:1。

47、進(jìn)一步，所述去離子水與所述naio4溶液的體積比為5:1-6:1。

48、進(jìn)一步，加入naio4溶液后避光攪拌至完全反應(yīng)。

49、進(jìn)一步，透析后凍干。

50、進(jìn)一步，所述方法還包括殼聚糖-全氟三丁胺溶液的制備方法，所述制備方法包括將殼聚糖溶解于全氟三丁胺納米乳液中。

51、進(jìn)一步，所述方法還包括全氟三丁胺納米乳液的合成方法，所述合成方法包括以下步驟：將卵磷脂、膽固醇和dspe-peg2000溶解于二氯甲烷中，除去二氯甲烷，使用pbs溶液稀釋混合物，冰浴超聲，將混合物與全氟三丁胺混合，超聲得到全氟三丁胺納米乳液。

52、進(jìn)一步，所述卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比為5:1-10:1。

53、進(jìn)一步，所述卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比為6:1-7:1。

54、進(jìn)一步，所述膽固醇和dspe-peg2000的質(zhì)量比為1:1-1:2。

55、進(jìn)一步，所述膽固醇和dspe-peg2000的質(zhì)量比為12.37:13.09。

56、進(jìn)一步，所述膽固醇溶解于二氯甲烷后的質(zhì)量濃度為1mg/ml-10mg/ml。

57、進(jìn)一步，所述膽固醇溶解于二氯甲烷后的質(zhì)量濃度為1.005mg/ml。

58、進(jìn)一步，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去二氯甲烷。

59、進(jìn)一步，在25℃-35℃下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。

60、進(jìn)一步，在30℃下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。

61、進(jìn)一步，在100rpm-200rpm下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。

62、進(jìn)一步，在156rpm下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。

63、進(jìn)一步，所述pbs溶液的ph值為7.4。

64、進(jìn)一步，冰浴超聲兩次。

65、進(jìn)一步，冰浴超聲每次兩分鐘。

66、進(jìn)一步，兩次冰浴超聲之間間隔1min。

67、進(jìn)一步，所述全氟三丁胺的體積濃度為4.5%-15%。

68、進(jìn)一步，所述全氟三丁胺的體積濃度為4.5%。

69、進(jìn)一步，所述方法還包括對(duì)全氟三丁胺納米乳液加氧，得到載氧全氟三丁胺納米乳液。

70、本發(fā)明第四方面提供了如下任一項(xiàng)應(yīng)用：

71、（1）本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物在制備治療胰島素缺乏或不足引起的疾病的藥物中的應(yīng)用；

72、（2）血管生長(zhǎng)因子和全氟三丁胺在制備治療胰島素缺乏或不足引起的疾病的藥物中的應(yīng)用；

73、（3）羧甲基殼聚糖和氧化透明質(zhì)酸在制備治療胰島素缺乏或不足引起的疾病的藥物中的應(yīng)用；

74、（4）本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物在促進(jìn)胰島素分泌中的應(yīng)用；

75、（5）本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物在抑制胰島細(xì)胞凋亡中的應(yīng)用；

76、（6）本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物在促進(jìn)血管生成中的應(yīng)用。

77、在本發(fā)明中，所述胰島素缺乏或不足引起的疾病包括但不限于高血糖癥、1型糖尿病、2型糖尿病、1型糖尿病或2型糖尿病相關(guān)并發(fā)癥、其它罕見型糖尿病。

78、在本發(fā)明中，1型糖尿病主要是由患者自身免疫系統(tǒng)的異常激活，進(jìn)而使得朗格漢斯胰島內(nèi)β細(xì)胞被自身免疫系統(tǒng)破壞而引起的，最終導(dǎo)致胰島素缺乏。

79、進(jìn)一步，所述胰島素缺乏或不足引起的疾病選自1型糖尿病。

80、在本發(fā)明中，可以通過胰島移植治療胰島素缺乏或不足引起的疾病。

81、進(jìn)一步，可以利用本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物進(jìn)行胰島移植。

82、在本發(fā)明中，“胰島”是可以廣義地理解為包括分泌胰島素的任何細(xì)胞或細(xì)胞聚集體。

83、進(jìn)一步，胰島可以取自個(gè)體，例如供體，包括同種異體供體、自體供體或異種供體。

84、進(jìn)一步，胰島可衍生自干細(xì)胞（包括esc和ipsc）或胰島祖細(xì)胞。

85、在本發(fā)明中，“促進(jìn)胰島素分泌”是指允許胰島細(xì)胞提升其分泌胰島素的能力。例如，胰島素分泌可以包括至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或98%以上的提升。

86、在本發(fā)明中，“抑制胰島細(xì)胞凋亡”是指允許胰島細(xì)胞減輕其凋亡的能力。例如，胰島細(xì)胞的凋亡比例或者凋亡速率可以包括至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或98%以上的減輕。

87、本發(fā)明第五方面提供了如下任一項(xiàng)方法：

88、（1）一種體外促進(jìn)血管生成的方法，所述方法包括施用本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物；

89、（2）一種體外促進(jìn)胰島素分泌的方法，所述方法包括施用本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物；

90、（3）一種體外抑制胰島細(xì)胞凋亡的方法，所述方法包括施用本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物。

91、在本發(fā)明中，“體外”是指任何非體內(nèi)的場(chǎng)景。

92、在本發(fā)明中，“體外促進(jìn)血管生成”可以列舉為包括但不限于在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞施用本發(fā)明第一方面所述的水凝膠系統(tǒng)或本發(fā)明第二方面所述的藥物組合物，以促進(jìn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞分化并形成血管網(wǎng)絡(luò)。

93、本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

94、本發(fā)明提供了一種水凝膠系統(tǒng)及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的水凝膠系統(tǒng)包括氧化透明質(zhì)酸、殼聚糖、全氟三丁胺、血管生長(zhǎng)因子，所述水凝膠系統(tǒng)能夠?yàn)橐葝u細(xì)胞提供氧氣、促進(jìn)原位胰島血管重建、抑制胰島細(xì)胞凋亡、促進(jìn)胰島素分泌，為胰島移植乃至胰島素缺乏或不足引起的疾病的治療提供了新的策略。