CN107596348A - 一种脊髓融合剂及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脊髓融合剂及其制备方法和用途。本发明所述的一种脊髓融合剂，由聚乙二醇，骨髓间充质干细胞，施万细胞，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)，丹参多酚酸以及纳米石墨烯组成。研究表明，使用本发明的一种脊髓融合剂能够迅速使离断的白质纤维束及灰质短纤维发生再连接，重建脊髓完整性和电传导，并能够在短期内恢复损伤平面以下的运动及感觉功能，有效降低截瘫及其并发症的发病率，目前国内外尚无相关产品。本发明的一种脊髓融合剂在临床上将具有广泛的应用前景。

Description

一种脊髓融合剂及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种术中脊髓融合产品及其制备方法和用途，特别涉及一种含有聚乙二醇，骨髓间充质干细胞，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)，丹参多酚酸，纳米石墨烯的脊髓融合产品及其制备方法和用途。本发明属于医用器械技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断进步，现代外科手术的技术和方法也正在日新月异的向前发展，但脊髓损伤仍然是困扰神经外科与骨外科医生的一大难题。全球每年有数以万计的人遭受脊髓损伤的折磨，严重者导致截瘫甚至死亡，患者生活质量极低。

传统医学认为，中枢神经系统损伤后不可恢复，因此SCI的临床治疗主要限定于挽救生命，避免损伤加重，具体措施包括手术治疗、药物治疗、护理和康复训练。手术主要用于拯救生命、稳定脊柱结构和解除原始损伤造成的椎骨破坏移位、椎管内压升高等对脊髓的进一步损害。药物治疗，如糖皮质激素治疗，可减轻组织水肿所致缺血性级联反应对脊髓造成的继发性损害。而SCI慢性期的康复训练则旨在促进SCI患者运动功能的恢复和代偿。然而，临床疗法虽能在一定程度上改善患者生活质量，但均无法完全治愈SCI患者的功能缺陷。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种脊髓融合剂，该脊髓融合剂能够有效重建脊髓灰质及白质的连续性，促进损伤后运动功能的恢复。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明的一种脊髓融合剂，由聚乙二醇，骨髓间充质干细胞，施万细胞，胶质细胞源性神经营养因子(glialcellline-derivedneurotrophicfactor，GDNF)，丹参多酚酸以及纳米石墨烯组成。

其中，优选的，按重量百分比计，各成分所占的重量百分数为骨髓间充质干细胞0.01-1％，施万细胞0.01-1％，胶质细胞源性神经营养因子0.01-1％，丹参多酚酸1-5％，纳米石墨烯0.01-1％，其余为聚乙二醇。

更优选的，按重量百分比计，各成分所占的重量百分数为骨髓间充质干细胞0.1％，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)0.01％，纳米石墨烯1％，施万细胞0.01％、丹参多酚酸1％、聚乙二醇97.88％。

其中，优选的，所述的施万细胞，骨髓间充质干细胞来自自体。

其中，优选的，所述聚乙二醇的相对分子量为400-1000。

其中，优选的，所述聚乙二醇的相对分子量为600。

本发明的一种脊髓融合剂的主要成分为聚乙二醇(PEG)，聚乙二醇是一类非离子亲水性聚合物，具有广泛的生物化学和药理学应用。本发明发明人近年的研究表明PEG能够在在体环境下形成对于周围水分结构的结构化作用，形成相对的疏水结构域，这种特殊的结构域能减少细胞膜的线性弹性，促使破裂细胞膜发生融合，同时促进临近磷脂层的再塑，为细胞结构和功能的再塑提供条件。PEG作为一种融合剂和表面活性物质，可以在神经细胞膜破裂处促进水相和疏水结构域的联系，促进细胞膜破裂处的磷脂层的自发修复和融合，进而以最快速的手段完成破裂神经细胞膜修复，从而达到损伤脊髓融合。

本发明融合剂的其他成分包括骨髓间充质干细胞，施万细胞，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)以及纳米石墨烯。其中骨髓间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能，可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复。周围神经系统中的神经胶质细胞称施万细胞，它沿神经元的突起分布。施万细胞包裹在神经纤维上，这种神经纤维叫有髓神经纤维。有髓神经纤维和无髓神经纤维的施万细胞的形态和功能有所差异，施万细胞的外表面有基膜，能分泌神经营养因子，促进受损的神经元的存活及其轴突的再生，参与周围神经系统中神经纤维的构成。纳米石墨烯具有导电性，且达到纳米级水平，对于术后康复功能治疗中的电刺激有协同作用，石墨烯本身也是良好的支架材料，有助于损伤后的修复。GDNF属于TGF-β超家族，是一种生物活性很强的细胞因子，在体内分布广泛，它能促进神经细胞存活、神经细胞轴突再生以及突触形成，并对神经元有着重要的保护作用。

研究表明，本发明产品对外伤致脊髓神经元轴突损伤的细胞膜具有融合并保持细胞膜完整性，促进神经再生等作用，抑制因神经元细胞膜破裂引起的神经元坏死和局部炎症，水肿且无任何毒副作用。

因此，进一步的，本发明还提出了所述的脊髓融合剂在制备治疗脊髓损伤的药物中的用途。

所述脊髓融合剂的使用能够迅速使离断的白质纤维束及灰质短纤维发生再连接，重建脊髓完整性和电传导，并能够在短期内恢复损伤平面以下的运动及感觉功能，有效降低截瘫及其并发症的发病率。

附图说明

图1为本发明实验例的流程图；

图2为损伤后比格犬运动功能恢复对比图(n＝7)；

图3为损伤后对照组比格犬体感诱发电位恢复对比图(n＝7)；

A.脊髓离断前；B.脊髓离断后；C.术后2个月可见脊髓离断后波形消失；

图4为损伤后脊髓融合剂组比格犬体感诱发电位恢复对比图(n＝7)；

A.脊髓离断前；B.脊髓离断后；C.术后2个月可见脊髓离断融合后波幅变小，但2个月后主波基本恢复接近正常；

图5为损伤后比格犬磁共振纤维束成像(DTI)对比图(n＝7)。

A.对照组，可见脊髓断端无纤维束连接；B.脊髓融合组术后可见融合的纤维束跨越损伤区。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1脊髓融合剂的制备

1、材料及其来源

本实施例所用聚乙二醇为无菌液体原液，从sigma公司购买；骨髓间充质干细胞提取自自体骨髓；施万细胞提取自自体腓肠神经；GDNF为本发明申请人自行合成；丹参多酚酸为注射剂，购自天津天士力之骄；纳米石墨烯微管购置于日本三井公司，为粉末。

2、方法

(1)分别称取骨髓间充质干细胞0.1g，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)0.01g，纳米石墨烯1g，施万细胞0.01g、丹参多酚酸1g、聚乙二醇600 97.88g；

(2)将称取的各原料(无菌)搅拌均匀即可使用。

实施例2脊髓融合剂的制备

1、材料及其来源

同实施例1。

2、方法

(1)分别称取骨髓间充质干细胞0.5g，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)0.01g，纳米石墨烯0.05g，施万细胞0.1g、丹参多酚酸3g、聚乙二醇400 91.39g；

(2)将称取的各原料(无菌)搅拌均匀即可使用。

实施例3脊髓融合剂的制备

1、材料及其来源

同实施例1。

2、方法

(1)分别称取骨髓间充质干细胞0.01g，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)0.05g，纳米石墨烯1g，施万细胞1g、丹参多酚酸1g、聚乙二醇800 96.94g；

(2)将称取的各原料(无菌)搅拌均匀即可使用。

实验例：脊髓融合剂干预脊髓损伤比格犬模型运动功能的实验研究

方法：

1.动物选择及分组：6月龄雌性比格犬14只，随机分为对照组和治疗组，每组7只；

2.模型制作：T10水平脊髓完全离断模型，于断端运用脊髓融合剂(实施例1制备)治疗，对照组用生理盐水治疗；

3.术后观察：通过行为学、电生理学，影像学及组织学观察药物治疗疗效。

技术路线如图1所示。

实验结果：

1.损伤后比格犬运动功能恢复情况：

对照组以及治疗组损伤后比格犬运动功能恢复对比图如图2所示。从该结果可以看出，治疗组比格犬运动功能恢复情况好于对照组。

2.损伤后比格犬体感诱发电位恢复情况：

对照组以及治疗组损伤后比格犬体感诱发电位恢复对比图如图3-4所示。从该结果可以看出，治疗组比格犬体感诱发电位恢复情况好于对照组。

3.损伤后比格犬磁共振纤维束成像(DTI)：

对照组以及治疗组损伤后比格犬磁共振纤维束成像(DTI)对比图如图5所示。从图5结果可以看出，对照组脊髓断端无纤维束连接，而治疗组术后可见融合的纤维束跨越损伤区。

以上研究结果表明，使用本发明的脊髓融合剂能够迅速使离断的白质纤维束及灰质短纤维发生再连接，重建脊髓完整性和电传导，并能够在短期内恢复损伤平面以下的运动及感觉功能，有效降低截瘫及其并发症的发病率。

Claims (8)

1.一种脊髓融合剂，其特征在于：所述的脊髓融合剂由聚乙二醇，骨髓间充质干细胞，施万细胞，胶质细胞源性神经营养因子，丹参多酚酸以及纳米石墨烯组成。

2.根据权利要求1所述的脊髓融合剂，其特征在于：按重量百分比计，各成分所占的重量百分数为骨髓间充质干细胞0.01-1％，施万细胞0.01-1％，胶质细胞源性神经营养因子0.01-1％，丹参多酚酸1-5％，纳米石墨烯0.01-1％，其余为聚乙二醇。

3.根据权利要求2所述的脊髓融合剂，其特征在于：按重量百分比计，各成分所占的重量百分数为骨髓间充质干细胞0.1％，胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)0.01％，纳米石墨烯1％，施万细胞0.01％、丹参多酚酸1％、聚乙二醇97.88％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的脊髓融合剂，其特征在于：所述的施万细胞，骨髓间充质干细胞来自自体。

5.根据权利要求1-3任一项所述的脊髓融合剂，其特征在于：所述聚乙二醇的相对分子量为400-1000。

6.根据权利要求5所述的脊髓融合剂，其特征在于：所述聚乙二醇的相对分子量为600。

7.权利要求1-6任一项所述的脊髓融合剂在制备治疗脊髓损伤的药物中的用途。

8.如权利要求7所述的用途，其特征在于所述脊髓融合剂的使用能够迅速使离断的白质纤维束及灰质短纤维发生再连接，重建脊髓完整性和电传导，并能够在短期内恢复损伤平面以下的运动及感觉功能，有效降低截瘫及其并发症的发病率。