CN110292038B - 间充质干细胞的冷冻保护液及其制备方法 - Google Patents

间充质干细胞的冷冻保护液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种间充质干细胞的冷冻保护液,所述冷冻保护液主要由下述重量份数的组分组成:生理盐水60‑80;琥珀酰明胶微球2.2‑5.87;L‑组氨酸盐酸盐1.40‑3.11;甘露醇0.3‑0.8。该冷冻保护液可长期保护间充质干细胞,且能保持细胞活率。

Description

间充质干细胞的冷冻保护液及其制备方法
技术领域
本发明属于干细胞冻存技术领域,特别涉及一种间充质干细胞的冷冻保护液及其制备方法。
背景技术
间充质干细胞是中胚层来源的一类具有多向分化能力的干细胞,广泛存在于全身多种组织中,可在体外培养扩增,并能在特定条件下分化成心肌细胞、神经细胞及脂肪细胞等。随着国内外学者对间充质干细胞生物学特性及功能的深入研究,目前已经可以从多种组织中分离出间充质干细胞。
现有技术通常是采用生理盐水或者细胞培养基作为临床间充质干细胞应用时的溶液介质。如果将人间充质干细胞分离、培养、扩增后,立即给病人应用,生理盐水是方便安全的,但是间充质干细胞在生理盐水中活力下降的速度非常快,单纯用生理盐水保存间充质干细胞,2小时后细胞活力就会降低10%左右,因此只适用于间充质干细胞的即时使用。也有通过细胞培养基及DMSO(二甲基亚砜)按照一定比例混合成保护液来存储间充质干细胞。DMSO为渗透型细胞保护剂,能够快速穿透细胞膜进入细胞中,降低冰点、延缓冻存过程,同时提高细胞内离子浓度,减少细胞内冰晶的形成,从而减少细胞损伤。但是DMSO容易造成对细胞严重的毒性;研究结果表明,培养液中DMSO浓度为10%时,细胞生长抑制率近100%;‰浓度时抑制率为35%,即使是0.04‰的浓度,DMSO对细胞的生长也有不利的影响。因此,开发一种保护液保护好相关组织在冷冻细胞过程中的组织结构完整性仍具有非常重要的意义。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种优化的间充质干细胞的冷冻保护液及其制备方法,可长期保护间充质干细胞,且能保持细胞活率。
本发明具体技术方案如下:
一种间充质干细胞的冷冻保护液,所述冷冻保护液由下述重量份数的组分组成:
Figure GDA0003131888530000021
本发明用于间充质干细胞的冷冻保护液通过琥珀酰明胶微球、L-组氨酸盐酸盐和甘露醇的协同作用,调节晶体渗透压,同时可减少保护液中的负电荷,保持胶体渗透压维持在脱细胞过程中的内外压平衡范围内,从而提高细胞生存率;还显著提高该保护液对间充质干细胞冻存的时间,长期保存细胞的活力。
进一步改进方案中,所述冷冻保护液还包括下述重量份数的组分:
甘氨酸钠 1.03-1.6
硫酸软骨素 0.45-1.2。
本发明冷冻保护液通过添加的甘氨酸钠和硫酸软骨素可进一步提高保护液对间充质干细胞的保存时间,提高细胞复苏后的活率。
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分制备而成:
琥珀酰酐 0.15-1.34
明胶 2.5-4.79
菊苣酸 1.5-2.24。
细胞在低温冷冻过程中,会导致氧自由基等产生过多积累在细胞内,从而在复苏过程中会对细胞形成氧化应激损伤。本发明一种重要的改进在于琥珀酰明胶微球,该微球可进一步避免细胞在复苏过程中的氧化应激损伤,提高细胞存活率。
进一步的,所述琥珀酰明胶微球由下述步骤制备而成:
(1)琥珀酰明胶的制备
将所述重量份的明胶加水进行溶解,溶解后的明胶溶液中加入适量氯化钠,调至pH值为8-10;加入所述重量份的琥珀酰酐进行酰化反应,得琥珀酰明胶溶液;
(2)琥珀酰明胶微球的制备
将所述重量份的菊苣酸溶解于琥珀酰明胶溶液,并溶于4%w/v混合乳化剂的液体石蜡搅拌均匀,形成乳浊液;加入异丙醇搅拌,抽滤,得滤饼;将滤饼加入5倍体积量的含有交联固化剂的异丙醇溶液中固化,抽滤,用适量洗涤剂洗涤,干燥,即得琥珀酰明胶微球。
其中,所述步骤(2)中的混合乳化剂由质量比例为1.5:4的单硬脂酸甘油酯和吐温20组成。
进一步的,所述步骤(2)中的搅拌均匀具体为:以转速为200-350r/min的转速搅拌25min,该转速下使得微球粒径保持在10μm左右。
所述交联固化剂为8%v/v的戊二醛;固化条件为在1-4℃环境下固化2-3h。
在本发明冷冻保护液的一个具体优选方案中,所述冷冻保护液由下述重量份数的组分组成:
Figure GDA0003131888530000031
Figure GDA0003131888530000041
进一步的,所述间充质干细胞为脐带间充质干细胞。
本发明另一方面还公开了一种间充质干细胞的冷冻保护液的制备方法,所述方法包括:
1)琥珀酰明胶微球的制备
将所述重量份的明胶加水进行溶解,溶解后的明胶溶液中加入适量氯化钠,调至pH值为8-10;加入所述重量份的琥珀酰酐进行酰化反应,得琥珀酰明胶溶液;
将所述重量份的菊苣酸溶解于琥珀酰明胶溶液,并溶于4%w/v混合乳化剂的液体石蜡搅拌均匀,形成乳浊液;加入异丙醇搅拌,抽滤,得滤饼;将滤饼加入5倍体积量的含有交联固化剂的异丙醇溶液中固化,抽滤,用适量洗涤剂洗涤,干燥,即得琥珀酰明胶微球;
2)将硫酸软骨素溶于5倍量水中,加入1/2重量的L-组氨酸盐酸盐混合,置于研钵中研磨10-20min,然后加入1/2重量的L-组氨酸盐酸盐、甘露醇、甘氨酸钠继续混合研磨30min,再加入琥珀酰明胶微球,研磨10min,即获得研磨混合物;
3)将步骤2)中的研磨混合物溶于所述重量份数的生理盐水中,最终pH调至7.35-7.45之间,即得冷冻保护液。
本发明的冷冻保存液在生理盐水内加入琥珀酰明胶微球、L-组氨酸盐酸盐和甘露醇的混合物制成的保护液可显著提高冷冻过程的间充质干细胞的保存活力,同时可避免复苏时的应激性损伤。
具体实施方式
实施例1
Figure GDA0003131888530000051
实施例2
Figure GDA0003131888530000052
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐0.15;明胶2.5;菊苣酸1.5。
所述制备方法包括:
1)琥珀酰明胶微球的制备
将所述重量份的明胶加水进行溶解,溶解后的明胶溶液中加入适量氯化钠,调至pH值为8-10;加入所述重量份的琥珀酰酐进行酰化反应,得琥珀酰明胶溶液;
将所述重量份的菊苣酸溶解于琥珀酰明胶溶液,并溶于4%w/v混合乳化剂的液体石蜡搅拌均匀,以转速为200r/min的转速搅拌25min,形成乳浊液;加入异丙醇搅拌,抽滤,得滤饼;将滤饼加入5倍体积量的含有交联固化剂的异丙醇溶液中固化,抽滤,用适量洗涤剂洗涤,干燥,即得琥珀酰明胶微球;
其中,所述混合乳化剂由质量比例为1.5:4的单硬脂酸甘油酯和吐温20组成;所述交联固化剂为8%v/v的戊二醛;固化条件为在1-4℃环境下固化2h;
2)将L-组氨酸盐酸盐、甘露醇加入研钵混合研磨30min,再加入琥珀酰明胶微球,研磨10min,即获得研磨混合物;
3)将步骤2)中的研磨混合物溶于所述重量份数的生理盐水中,最终pH调至7.35-7.45之间,即得冷冻保护液。
实施例3
Figure GDA0003131888530000061
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐1.34;明胶4.79;菊苣酸2.24。
所述制备方法包括:
1)琥珀酰明胶微球的制备
将所述重量份的明胶加水进行溶解,溶解后的明胶溶液中加入适量氯化钠,调至pH值为8-10;加入所述重量份的琥珀酰酐进行酰化反应,得琥珀酰明胶溶液;
将所述重量份的菊苣酸溶解于琥珀酰明胶溶液,并溶于4%w/v混合乳化剂的液体石蜡搅拌均匀,以转速为350r/min的转速搅拌25min,形成乳浊液;加入异丙醇搅拌,抽滤,得滤饼;将滤饼加入5倍体积量的含有交联固化剂的异丙醇溶液中固化,抽滤,用适量洗涤剂洗涤,干燥,即得琥珀酰明胶微球;
其中,所述混合乳化剂由质量比例为1.5:4的单硬脂酸甘油酯和吐温20组成;所述交联固化剂为8%v/v的戊二醛;固化条件为在1-4℃环境下固化3h;
2)将L-组氨酸盐酸盐、甘露醇加入研钵混合研磨30min,再加入琥珀酰明胶微球,研磨10min,即获得研磨混合物;
3)将步骤2)中的研磨混合物溶于所述重量份数的生理盐水中,最终pH调至7.35-7.45之间,即得冷冻保护液。
实施例4
Figure GDA0003131888530000071
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐0.97;明胶3.5;菊苣酸1.6。
所述制备方法如实施例3所示。
实施例5
Figure GDA0003131888530000072
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐0.97;明胶3.5;菊苣酸1.6。
所述制备方法包括:
1)琥珀酰明胶微球的制备
将所述重量份的明胶加水进行溶解,溶解后的明胶溶液中加入适量氯化钠,调至pH值为8-10;加入所述重量份的琥珀酰酐进行酰化反应,得琥珀酰明胶溶液;
将所述重量份的菊苣酸溶解于琥珀酰明胶溶液,并溶于4%w/v混合乳化剂的液体石蜡搅拌均匀,以转速为300r/min的转速搅拌25min,形成乳浊液;加入异丙醇搅拌,抽滤,得滤饼;将滤饼加入5倍体积量的含有交联固化剂的异丙醇溶液中固化,抽滤,用适量洗涤剂洗涤,干燥,即得琥珀酰明胶微球;
其中,所述混合乳化剂由质量比例为1.5:4的单硬脂酸甘油酯和吐温20组成;所述交联固化剂为8%v/v的戊二醛;固化条件为在1-4℃环境下固化3h;
2)将硫酸软骨素溶于5倍量水中,加入1/2重量的L-组氨酸盐酸盐混合,置于研钵中研磨10-20min,然后加入1/2重量的L-组氨酸盐酸盐、甘露醇、甘氨酸钠继续混合研磨30min,再加入琥珀酰明胶微球,研磨10min,即获得研磨混合物;
3)将步骤2)中的研磨混合物溶于所述重量份数的生理盐水中,最终pH调至7.35-7.45之间,即得冷冻保护液。
实施例6
Figure GDA0003131888530000081
Figure GDA0003131888530000091
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐1.2;明胶3.87;菊苣酸1.78。
制备方法如实施例5所述方法制备。
实施例7
Figure GDA0003131888530000092
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐0.23;明胶4.01;菊苣酸2.0。
制备方法如实施例5所述方法制备。
对照实施例1
与实施例2相比,该实施例未添加琥珀酰明胶微球。
Figure GDA0003131888530000093
对照实施例2
与实施例2相比,该实施例未添加的琥珀酰明胶微球,而是添加琥珀酰明胶。
Figure GDA0003131888530000101
对照实施例3
与实施例2相比,该实施例未添加甘露醇。
Figure GDA0003131888530000102
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐0.15;明胶2.5;菊苣酸1.5。
对照实施例4
与实施例5相比,该实施例未添加甘氨酸钠。
Figure GDA0003131888530000103
Figure GDA0003131888530000111
其中,所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分组成:琥珀酰酐0.97;明胶3.5;菊苣酸1.6。
实验例 脐带间充质干细胞的冷冻及复苏后活力的检测
收集脐带间充质干细胞,分别采用实施例1-2、4-6和对照实施例1-4的保护液保存,并于专利CN101919378A(二甲基亚砜、人AB血浆、勃脉力A注射液体积比1:3:6)为对照实施例5进行实验,将10组试验组置于液氮中,分别在的冻存1个月、3个月、9个月和12个月从液氮中取出冻存的间充质干细胞,置于34-36℃的水浴中,复苏1-2min,用台盼蓝染色法进行细胞计数,计算细胞存活率,检测结果见表1。
表1各实施例和对照实施例保护液冻存脐带间质干细胞复苏后细胞存活率的检测结果
Figure GDA0003131888530000112
由表1可知,实验组各组的9个月内的复苏率均达到90%以上,显著高于对照组各组。与CN101919378A相比,本发明实施例提供的保护液可以长期保存间充质干细胞,保存12个月后,细胞存活率均高于该对照组。从各实施例和对照实施例保存的细胞存活率可以看出,当对保护液中的各成分进行替换、删除均会降低保护液冻存的细胞活力及冻存的时间;本发明保护液可以有效保存组织细胞的生理活性,从而有利于后续使用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述冷冻保护液由下述重量份数的组分组成:
Figure FDA0003131888520000011
所述琥珀酰明胶微球由下述重量份数的组分制备而成:
琥珀酰酐 0.15-1.34
明胶 2.5-4.79
菊苣酸 1.5-2.24。
2.如权利要求1所述的间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述冷冻保护液还包括下述重量份数的组分:
甘氨酸钠 1.03-1.6
硫酸软骨素 0.45-1.2。
3.如权利要求1所述的间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述琥珀酰明胶微球由下述步骤制备而成:
(1)琥珀酰明胶的制备
将所述重量份的明胶加水进行溶解,溶解后的明胶溶液中加入适量氯化钠,调至pH值为8-10;加入所述重量份的琥珀酰酐进行酰化反应,得琥珀酰明胶溶液;
(2)琥珀酰明胶微球的制备
将所述重量份的菊苣酸溶解于琥珀酰明胶溶液,并溶于4%w/v混合乳化剂的液体石蜡搅拌均匀,形成乳浊液;加入异丙醇搅拌,抽滤,得滤饼;将滤饼加入5倍体积量的含有交联固化剂的异丙醇溶液中固化,抽滤,用适量洗涤剂洗涤,干燥,即得琥珀酰明胶微球。
4.如权利要求3所述的间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述步骤(2)中的混合乳化剂由质量比例为1.5:4的单硬脂酸甘油酯和吐温20组成。
5.如权利要求3所述的间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述步骤(2)中的搅拌均匀具体为:以转速为200-350r/min的转速搅拌25min。
6.如权利要求3所述的间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述交联固化剂为8%v/v的戊二醛;固化条件为在1-4℃环境下固化2-3h。
7.如权利要求2所述的间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述冷冻保护液由下述重量份数的组分组成:
Figure FDA0003131888520000021
8.如权利要求1所述的间充质干细胞的冷冻保护液,其特征在于,所述间充质干细胞为脐带间充质干细胞。
9.一种权利要求7所述的间充质干细胞的冷冻保护液的制备方法,所述方法包括:
1)琥珀酰明胶微球的制备
将所述重量份的明胶加水进行溶解,溶解后的明胶溶液中加入适量氯化钠,调至pH值为8-10;加入所述重量份的琥珀酰酐进行酰化反应,得琥珀酰明胶溶液;
将所述重量份的菊苣酸溶解于琥珀酰明胶溶液,并溶于4%w/v混合乳化剂的液体石蜡搅拌均匀,形成乳浊液;加入异丙醇搅拌,抽滤,得滤饼;将滤饼加入5倍体积量的含有交联固化剂的异丙醇溶液中固化,抽滤,用适量洗涤剂洗涤,干燥,即得琥珀酰明胶微球;
2)将硫酸软骨素溶于5倍量水中,加入1/2重量的L-组氨酸盐酸盐混合,置于研钵中研磨10-20min,然后加入1/2重量的L-组氨酸盐酸盐、甘露醇、甘氨酸钠继续混合研磨30min,再加入琥珀酰明胶微球,研磨10min,即获得研磨混合物;
3)将步骤2)中的研磨混合物溶于所述重量份数的生理盐水中,最终pH调至7.35-7.45之间,即得冷冻保护液。
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