CN116075320A - 装载有外泌体的仿生组织粘合性水凝胶贴片 - Google Patents

装载有外泌体的仿生组织粘合性水凝胶贴片 Download PDF

Info

Publication number
CN116075320A
CN116075320A CN202180053739.7A CN202180053739A CN116075320A CN 116075320 A CN116075320 A CN 116075320A CN 202180053739 A CN202180053739 A CN 202180053739A CN 116075320 A CN116075320 A CN 116075320A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exosome
patch
hydrogel patch
hydrogel
exosomes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180053739.7A
Other languages
English (en)
Inventor
赵胜禹
韩承烨
全恩济
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Salar Research Co ltd
Original Assignee
Salar Research Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Salar Research Co ltd filed Critical Salar Research Co ltd
Priority claimed from PCT/KR2021/011755 external-priority patent/WO2022050682A1/ko
Publication of CN116075320A publication Critical patent/CN116075320A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/70—Web, sheet or filament bases ; Films; Fibres of the matrix type containing drug
    • A61K9/7023—Transdermal patches and similar drug-containing composite devices, e.g. cataplasms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/70—Web, sheet or filament bases ; Films; Fibres of the matrix type containing drug
    • A61K9/7007—Drug-containing films, membranes or sheets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/28—Bone marrow; Haematopoietic stem cells; Mesenchymal stem cells of any origin, e.g. adipose-derived stem cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/08—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing oxygen, e.g. ethers, acetals, ketones, quinones, aldehydes, peroxides
    • A61K47/10—Alcohols; Phenols; Salts thereof, e.g. glycerol; Polyethylene glycols [PEG]; Poloxamers; PEG/POE alkyl ethers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/08—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing oxygen, e.g. ethers, acetals, ketones, quinones, aldehydes, peroxides
    • A61K47/12—Carboxylic acids; Salts or anhydrides thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/16—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing nitrogen, e.g. nitro-, nitroso-, azo-compounds, nitriles, cyanates
    • A61K47/18—Amines; Amides; Ureas; Quaternary ammonium compounds; Amino acids; Oligopeptides having up to five amino acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/42—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof; Derivatives thereof, e.g. albumin, gelatin or zein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/56—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
    • A61K47/61—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule the organic macromolecular compound being a polysaccharide or a derivative thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6901—Conjugates being cells, cell fragments, viruses, ghosts, red blood cells or viral vectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6903—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being semi-solid, e.g. an ointment, a gel, a hydrogel or a solidifying gel
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6955—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a plaster, a bandage, a dressing or a patch
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0014—Skin, i.e. galenical aspects of topical compositions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/70—Web, sheet or filament bases ; Films; Fibres of the matrix type containing drug
    • A61K9/7023—Transdermal patches and similar drug-containing composite devices, e.g. cataplasms
    • A61K9/703—Transdermal patches and similar drug-containing composite devices, e.g. cataplasms characterised by shape or structure; Details concerning release liner or backing; Refillable patches; User-activated patches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02—Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明涉及一种水凝胶贴片，其包括：包括苯酚基修饰的生物相容性聚合物的水凝胶贴片；及装载在上述水凝胶贴片的外泌体。

Description

装载有外泌体的仿生组织粘合性水凝胶贴片
技术领域
本发明涉及一种装载有外泌体的仿生组织粘合性水凝胶贴片。
背景技术
药物控制释放技术市场在2016年达到285亿美元后，有望到2025年显示出13.8％的持续的年均复合增长率。但是，在大部分情况下，药物传递效率有待提高，并且能够进行传递的药物的种类和适应症具有局限性。因此，能够装载多种药物且能够进行有效的缓释型释放的药物传递***是在经济层面上具有较大的附加值的医疗技术，并且在健康社会层面上能够创造出较大的波及效果。
另一方面，目前，为了难治性疾病的治疗以及组织的再生，正在积极研究利用多种干细胞的细胞治疗剂。但是，干细胞存在诱发癌症、免疫反应等副作用及安全性的问题，因此不容易在临床上适用，并且难以实现产品化。因此，最近，为了替代干细胞疗法，将从干细胞中分泌的因子代替细胞而适用为治疗剂的战略备受关注。尤其，从所周知，干细胞所分泌的外泌体(exosome)中含有用于促进组织再生和诱导抗炎作用的多种因子，因此将从干细胞提取、分离的外泌体适用于创伤、心肌梗塞、脑梗塞、脊髓损伤、炎症性肠道疾病、各种缺血性疾病等多种难治性疾病的研究正在积极进行。
已有大量研究结果报道，在糖尿病性创伤、心肌梗塞、脑梗塞、脊髓损伤、炎症性肠道疾病、各种缺血性疾病、脱毛等多种疾病的治疗方面，从干细胞中提取的外泌体代替因安全性问题难以适用于临床的干细胞治疗剂，显示出优异的效果。使用外泌体的治疗剂市场规模预计为37.8％的年均复合增长率，并且预测到2022年将达到3.68亿美元(USD)，由此亟需开发一种能够极大化向生物体内传递外泌体的效率的传递***。因此，当考虑到能够适用基于外泌体的治疗的多种疾病的巨大的市场规模时，在本发明中开发的基于水凝胶贴片的外泌体传递技术有望创造出巨大的高附加值。
然而，尽管外泌体具有优异的再生治疗效果，但是将外泌体有效地传递到生物体内的技术处于极度不完整的状况。虽然已开发出基于生物材料和纳米材料的药物传递***(用于传递蛋白质生长因子和抗炎药物)，但是这些现有的***适用于外泌体传递的情况并不多。尤其，虽然已开发出基于水凝胶的部分药物传递***，但就现有的液相型水凝胶剂型而言，需要提高生物相容性、机械物理性能、组织粘合性及使用便利性，并进一步改善缓释型传递效率。
因此，本发明制作了克服现有的药物传递技术的局限性，并能够进行外泌体缓释型传递的贴片剂型的水凝胶。将从人脂肪干细胞提取的外泌体装载在基于苯酚基修饰的透明质酸衍生物的水凝胶贴片中，从而与现有的液相型水凝胶剂型相比，大幅改善了组织粘合性、机械物理性能及缓释型外泌体释放能力。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明用于制备仿生组织粘合性水凝胶贴片，该贴片具有优异的机械物理性能、组织粘合力、生物相容性以及使用便利性，同时装载有外泌体，并且，本发明提供一种如下的外泌体水凝胶贴片，该贴片包括：包括苯酚基修饰的生物相容性聚合物的水凝胶贴片；及装载在上述水凝胶贴片的外泌体。
用于解决问题的方案
本发明的一方面提供一种外泌体水凝胶贴片，该贴片包括：包括苯酚基修饰的生物相容性聚合物的水凝胶贴片；及装载在上述水凝胶贴片的外泌体。
作为本发明的一具体例，上述苯酚基可以是选自由邻苯二酚(catechol)、4-叔丁基邻苯二酚(4-tert-butylcatechol；TBC)、漆酚(urushiol)、茜素(alizarin)、多巴胺(dopamine)、盐酸多巴胺(dopamine hydrochloride)、3,4-二羟基苯丙氨酸(3,4-dihydroxyphenylalanine；DOPA)、咖啡酸(caffeic acid)、去甲肾上腺素(norepinephrine)、肾上腺素(epinephrine)、3,4-二羟基苯乙酸(3,4-dihydroxyphenylacetic acid；DOPAC)、异丙去甲肾上腺素(isoprenaline)、异丙肾上腺素(isoproterenol)及3,4-二羟基苯甲酸(3,4-dihydroxybenzoic acid)组成的组中的邻苯二酚类化合物来源邻苯二酚基；或选自由邻苯三酚(pyrogallol)、5-羟基多巴胺(5-hydroxydopamine)、单宁酸(tannic acid)、没食子酸(gallic acid)、表没食子儿茶素(epigallocatechin)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate)、2,3,4-三羟基苯甲醛(2,3,4-trihydroxybenzaldehyde)、2,3,4-三羟基苯甲酸(2,3,4-Trihydroxybenzoic acid)、3,4,5-三羟基苯甲醛(3,4,5-Trihydroxybenzaldehyde)、3,4,5-三羟基苯甲酰胺(3,4,5-Trihydroxybenzamide)、5-叔-丁基焦酚(5-tert-Butylpyrogallol)及5-甲基连苯三酚(5-Methylpyrogallol)组成的组中的邻苯三酚类化合物来源邻苯三酚基。
作为本发明的一具体例，上述生物相容性聚合物可以选自由透明质酸、肝素(Heparin)、纤维素(cellulose)、葡聚糖(dextran)、藻酸盐(alginate)、壳聚糖(Chitosan)、甲壳素(chitin)、胶原、明胶、硫酸软骨素(chondroitin sulfate)、果胶(pectin)、角蛋白(Keratin)及血纤维蛋白(fibrin)组成的组。
作为本发明的一具体例，上述外泌体水凝胶贴片可以是：i)厚度为0.05mm至10.0mm；ii)在0.1Hz至10Hz的频率范围内具有1×103Pa至1×106Pa的储能模量(G')及0.01至0.15的tanδ；iii)在5N的垂直抗力条件下，以0.01m/s的速度进行测定的摩擦系数为0.2至0.4；iv)粘合强度为0.1N至10N。
作为本发明的一具体例，上述外泌体可以源自干细胞。
发明效果
本发明所开发的装载有外泌体且苯酚基修饰的透明质酸水凝胶贴片可以制作成以装载外泌体的状态进行冷冻干燥的即用型(ready-to-use)和现成的(off-the-shelf)剂型，因此具有大幅增加用户的便利性，并且医护人员能够轻松地适用于多种疾病部位的优点。此外，期待不仅是外泌体，细胞中所分泌的多种细胞外小孢体和囊泡也能够以相同的方式有效地进行装载和传递，从而适用于治疗。对于基于这种细胞中所分泌的因子的治疗技术，在没有细胞移植的情况下，也能够诱导细胞治疗的效果，因此开发过程较快，在安全性方面也更有利，从而商业化潜力非常高。因此，作为能够代替巨大的干细胞治疗剂市场中相当一部分的难治性疾病治疗技术，具有无限的潜力。
附图说明
图1示出了HA-CA的结构式(a)，以及对HA-CA水凝胶贴片的溶胀度(b)及通过酶的降解速度(c)进行分析的结果。
图2示出了对HA-CA水凝胶贴片的储能模量以及损耗模量(a)和平均储能模量(b)进行分析的结果。
图3示出了对HA-CA水凝胶贴片的摩擦系数(a)、磨损程度(b)以及磨痕面积(c)进行分析的结果。
图4示出了HA-PG的结构式(a)，以及对HA-PG水凝胶贴片的溶胀度(b)及通过酶的降解速度(c)进行分析的结果。
图5示出了对HA-PG水凝胶贴片的储能模量以及损耗模量(a)和平均储能模量(b)进行分析的结果。
图6示出了对HA-PG水凝胶贴片的摩擦系数(a)、磨痕面积(b)以及磨损程度(c)进行分析的结果。
图7示出了装载有外泌体的HA-PG水凝胶的制作方法。
图8示出了对从所使用的人脂肪间充质干细胞中提取的外泌体(exosome)进行分析的结果，以及对当将其引入HA-PG水凝胶贴片时的水凝胶内部的结构变化进行分析的结果。
图9是对所制作的外泌体水凝胶贴片的物理特性及机械物理性能进行确认的结果。
图10是对所制作的外泌体水凝胶贴片的粘合功能性进行确认的结果。
图11是对所制作的水凝胶贴片的化学交联机制进行分析的结果。
图12是通过溶胀及分解状况对所制作的水凝胶贴片的结构稳定性进行确认的结果。
图13是对所制作的水凝胶贴片的细胞毒性进行评价的结果。
图14是对所制作的水凝胶贴片的外泌体释放行为及活性进行分析的结果。
图15是对所制作的水凝胶贴片的糖尿病性创伤治疗效果进行确认的结果。
具体实施方式
本发明人开发了基于苯酚基(邻苯二酚、棓酚基)修饰的透明质酸衍生物水凝胶贴片(模拟贻贝、海鞘等海洋生物的黏附成分)的外泌体缓释型部分传递***。从干细胞中提取的外泌体中含有有助于组织再生的多种生长因子和抗炎因子等，因此，目前正在积极研发为代替难以实现临床适用的干细胞的治疗剂。本发明中制备了将从人脂肪间充质干细胞中提取的外泌体装载在苯酚基修饰的透明质酸水凝胶贴片的剂型。
为了通过交联苯酚基修饰的透明质酸聚合物衍生物来制作水凝胶，需要添加交联剂，如氧化剂。但是，当装载外泌体时，构成外泌体的膜的蛋白质和脂质成分的官能团与苯酚基进行反应，从而在没有额外的交联剂处理的情况下，也能够形成水凝胶，与没有装载外泌体的水凝胶贴片相比，能够诱导提高的机械物理性能。进而，可以确认，可以通过调节外泌体的浓度来调节水凝胶贴片的物理特性和机械物理性能。
在本发明中，可以确认，装载的外泌体通过与被氧化的苯酚基的反应来直接参与交联，从而不仅有效地捕集在水凝胶内部，还可以强化机械物理性能，同时可以持续地进行外泌体的缓释型释放。因此，期待本发明中所建立的基于苯酚基修饰的透明质酸水凝胶贴片的外泌体传递***能够呈现出相比于仅简单注入外泌体的方式或基于现有水凝胶的外泌体传递技术，进一步得到提高的组织再生和治疗效果。
本发明提供一种外泌体水凝胶贴片，其包括：包括苯酚基修饰的生物相容性聚合物的水凝胶贴片；及装载在上述水凝胶贴片的外泌体。
首先，根据本发明的外泌体水凝胶贴片包括：包括苯酚基修饰的生物相容性聚合物的水凝胶贴片。
本说明书中的“苯酚基”作为末端上的源自酚类化合物的官能团，优选地，源自包括1,2-二羟基苯(dihydroxybenzene)(两个羟基(-OH)彼此相邻)的邻苯二酚类化合物的官能团，或者源自包括1,2,3-三羟基苯(trihydroxybenzene)(三个羟基(-OH)彼此相邻)的邻苯三酚类化合物的官能团，上述苯酚基可以通过氧化反应而形成各种官能团(functionalgroup)和共价桥联(cross-linking)。优选地，除了上述苯酚基以外进一步包括用于与上述生物相容性聚合物进行反应的末端官能团，但不限于此。
具体地，上述邻苯二酚类化合物可以选自由邻苯二酚(catechol)、4-叔丁基邻苯二酚(4-tert-butylcatechol；TBC)、漆酚(urushiol)、茜素(alizarin)、多巴胺(dopamine)、盐酸多巴胺(dopamine hydrochloride)、3,4-二羟基苯丙氨酸(3,4-dihydroxyphenylalanine；DOPA)、咖啡酸(caffeic acid)、去甲肾上腺素(norepinephrine)、肾上腺素(epinephrine)、3,4-二羟基苯乙酸(3,4-dihydroxyphenylacetic acid；DOPAC)、异丙去甲肾上腺素(isoprenaline)、异丙肾上腺素(isoproterenol)及3,4-二羟基苯甲酸(3,4-dihydroxybenzoic acid)组成的组，在本发明中，使用了盐酸多巴胺(dopamine hydrochloride)作为邻苯二酚类化合物，此时，上述盐酸多巴胺的末端官能团中-NH2可以与上述生物相容性聚合物(尤其是透明质酸)进行反应。
此外，上述邻苯三酚类化合物可以选自由邻苯三酚(pyrogallol)、5-羟基多巴胺(5-hydroxydopamine)、单宁酸(tannic acid)、没食子酸(gallic acid)、表没食子儿茶素(epigallocatechin)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate)、2,3,4-三羟基苯甲醛(2,3,4-trihydroxybenzaldehyde)、2,3,4-三羟基苯甲酸(2,3,4-Trihydroxybenzoicacid)、3,4,5-三羟基苯甲醛(3,4,5-Trihydroxybenzaldehyde)、3,4,5-三羟基苯甲酰胺(3,4,5-Trihydroxybenzamide)、5-叔-丁基焦酚(5-tert-Butylpyrogallol)及5-甲基连苯三酚(5-Methylpyrogallol)组成的组，在本发明中，使用了5-羟基多巴胺(5-hydroxydopamine)作为邻苯三酚类化合物，此时，上述5-羟基多巴胺的末端官能团中的-NH2可以与上述生物相容性聚合物(尤其是透明质酸)进行反应。
尤其，当上述苯酚基为邻苯三酚基时，特别是，由于具有快速氧化的特征，因此如果暴露在存在于生物体内的氧气，则数分钟内可以发生自然氧化，无需氧化剂处理，因此当将外泌体水凝胶贴片适用于实际临床中时，具有在没有额外的氧化剂处理的情况下即可适用的优点。
本说明书中的“生物相容性聚合物”可以通过与存在于上述酚类化合物中的末端官能团进行反应来修饰苯酚基，具体地，可以选自由透明质酸、肝素(Heparin)、纤维素(cellulose)、葡聚糖(dextran)、藻酸盐(alginate)、壳聚糖(Chitosan)、甲壳素(chitin)、胶原、明胶、硫酸软骨素(chondroitin sulfate)、果胶(pectin)、角蛋白(Keratin)及血纤维蛋白(fibrin)组成的组，优选为透明质酸，更优选为分子量为100kDa至10MDa的透明质酸，但不限于此。此时，上述透明质酸的末端官能团中的-COOH可以与上述酚类化合物进行反应。
本说明书中的“水凝胶贴片”是指包括苯酚基修饰的生物相容性聚合物并具有一定厚度的薄膜形态的结构物，且具有利用公知的方法，例如，可以通过切割或模具以所需的形态使用的优点。与基于溶液的本体水凝胶相比，具有优异的机械物理性能、组织粘合力、生物相容性以及使用便利性。
具体地，上述水凝胶贴片可以通过以下步骤来制造：
步骤(a)，将苯酚基修饰的生物相容性聚合物溶液均匀地倒在平坦的表面；及
步骤(b)，将上述溶液在零下0.5℃至零下100℃的温度下进行冷冻干燥5小时至48小时。
具体地，上述步骤(a)中通过将苯酚基修饰的生物相容性聚合物溶液分别以40～200μl的方式倒入圆筒模具中来进行，针对苯酚基修饰的生物相容性聚合物溶液，可以使用0.1至5(w/v)％的浓度，优选地，可以使用0.5至3(w/v)％的浓度。苯酚基修饰的生物相容性聚合物溶液的容量用于制造厚度为0.8至3.2mm的水凝胶贴片，因此轻松调节厚度。
此外，上述步骤(b)通过以下方法来进行：在零下0.5℃至零下100℃的温度下对苯酚基修饰的生物相容性聚合物溶液进行冷冻干燥5小时至48小时，或者，优选地，在零下50℃至零下100℃的温度下进行冷冻干燥12小时至36小时。如果对苯酚基修饰的生物相容性聚合物溶液进行冷冻干燥，会在溶液的体积缩小的同时制得具有一定厚度的薄膜形态的水凝胶贴片。
由此，上述水凝胶贴片可以是i)厚度为0.05mm至10.0mm，优选为0.1mm至5.0mm，更优选为1.6mm至5.0mm；ii)在0.1Hz至10Hz的频率范围内，具有1×103Pa至1×106Pa的储能模量(G′)，优选地，具有2×103Pa至1×106Pa的储能模量(G′)及0.01至0.15的tanδ；iii)在5N的垂直抗力条件下，以0.01m/s的速度进行测定的摩擦系数为0.2至0.4；iv)粘合强度为0.1N至10N，优选为0.2N至1.6N，更优选为0.25N至1.55N，最优选为0.3N至0.57N。当上述水凝胶贴片为邻苯三酚基修饰的生物相容性聚合物水凝胶贴片时，可以进一步提高机械物理性能。
接着，根据本发明的外泌体水凝胶贴片包括装载在上述水凝胶贴片的外泌体。相对于上述外泌体水凝胶贴片的总含量，上述外泌体的含量可以为0.002重量％至10重量％，优选为0.002重量％至4重量％，但不限于此。换句话说，每个上述水凝胶贴片(以直径为0.05～10.0mm以及厚度为0.05-10.0mm为基准，优选地，以直径为0.1～5.0mm以及厚度为0.1-5.0mm为基准)可以装载100ng至2mg的上述外泌体。具体地，对于外泌体水凝胶贴片而言，当制作前述的水凝胶贴片时，可以包括1至250μg/ml的浓度的外泌体，更具体地，可以包括50至100μg/ml的浓度的外泌体，更加具体地，可以包括50或者100μg/ml的浓度的外泌体。
可以在生物体内有效地缓释上述外泌体，从而可以诱导持续的治疗效果。上述外泌体中可以存在多种亲核性官能团，从而可以与被氧化的苯酚基发生较强的结合。
具体地，存在于上述外泌体中的亲核性官能团(胺基、巯基、咪唑基等)可以与被氧化的苯酚基发生较强的结合，因此可以在生物体内有效地进行缓释。
具体地，针对在上述水凝胶贴片中装载上述外泌体的方法，可以使用如下方法：通过将苯酚基修饰的生物相容性聚合物溶液与外泌体进行混合来制造水凝胶贴片，或者在苯酚基修饰的生物相容性聚合物水凝胶贴片涂敷外泌体后，通过氧化剂处理将外泌体交联在苯酚基修饰的生物相容性聚合物水凝胶贴片。此时，氧化剂的处理是通过在涂敷有外泌体的水凝胶贴片涂敷或喷射氧化剂溶液的方式进行。但是，当在上述水凝胶贴片中修饰有邻苯三酚基时，在没有额外的氧化剂处理的情况下，也可以在生物体内环境中自然氧化，因此在实际临床中可以方便地使用。
本发明的实施方式
以下，通过实施例对一个以上的具体例进行更加详细的说明。但是，这些实施例用于示例性地说明一个以上的具体例，并且本发明的范围不限于这些实施例。
制备例1
(1)HA-CA水凝胶贴片的制作
使用盐酸多巴胺(dopamine hydrochloride)将邻苯二酚基修饰的透明质酸(catechol-functionalized hyaluronic acid；以下记载为HA-CA，图1的a)(分子量＝200kDa)以1(w/v)％的浓度溶解在蒸馏水中，将1(w/v)％的HA-CA溶液以80μl的方式倒入8mm圆筒模具中，然后在-80℃的温度下冷冻干燥过夜，由此制作直径为8mm以及厚度为1.6mm的HA-CA水凝胶贴片。由于所制作的HA-CA水凝胶贴片处于干燥的状态，因此容易储存，并且由于是薄膜形态，因此可以容易地切割成所需的形状，从而便于使用。
另一方面，通过将HA-CA溶解在磷酸盐缓冲生理盐水(Phosphate-bufferedsaline，PBS)中，并在此溶液中添加4.5mg/ml的高碘酸钠溶液来制备HA-CA本体水凝胶。在制备的HA-CA本体水凝胶中HA-CA的最终浓度为1(w/v)％。
(2)HA-CA水凝胶贴片的物理特性分析
将HA-CA水凝胶贴片或HA-CA本体水凝胶在与生物体内条件类似的37℃的PBS中浸泡14天，并在12小时、1天、3天、7天和14天后测定溶胀度。测量结果，可以确认HA-CA水凝胶贴片(Patch)的溶胀度高于HA-CA本体水凝胶(Gel)(图1的b)。
另一方面，在实际生物体内环境中存在各种降解酶，因此将HA-CA水凝胶贴片或HA-CA本体水凝胶浸泡在37℃的PBS中，并通过透明质酸降解酶来进行处理直至其降解(100U/样本)。通过定期测量HA-CA水凝胶贴片或HA-CA本体水凝胶的重量来测定了随时间降解的程度。测定结果，通过透明质酸降解酶来处理HA-CA本体水凝胶(Gel)后，在2小时内快速降解，并在6小时后完全降解，但是HA-CA水凝胶贴片(Patch)在经过透明质酸降解酶处理的24小时之后仍有残留，从而可以确认酶的降解速度较慢(图1的c)。
(3)HA-CA水凝胶贴片的机械物理性能分析
使用流变仪在0.1Hz至10Hz之间的频率条件下测量了HA-CA水凝胶贴片或者HA-CA本体水凝胶的弹性模量。分析结果，HA-CA水凝胶贴片(Patch)和HA-CA本体水凝胶(Gel)均显示出储能模量(G′)高于损耗模量(G″)的结果，从而可以确认形成内部结构稳定的聚合物网络(图2的a)。
此外，HA-CA本体水凝胶(Gel)的平均储能模量(G′)约为450Pa左右，相反，HA-CA水凝胶贴片(Patch)的平均储能模量(G′)显示出约2500～2600Pa左右，从而可以确认平均储能模量(G′)增加了约5倍以上(图2的b)。
另一方面，在涂敷有HA-CA水凝胶贴片或HA-CA本体水凝胶的钢表面之间施加5N的垂直抗力的状态下，以0.01m/s的速度移动摩擦力分析装置来测量摩擦系数。测量结果，当未进行涂敷时(未处理)，显示出摩擦系数最高，其次为HA-CA本体水凝胶(Gel)和HA-CA水凝胶贴片(Patch)(图3的a)。此外，可以确认，当未进行涂敷时(未处理)，因摩擦而产生的磨痕(wear scar)较大，在涂敷HA-CA本体水凝胶(Gel)和HA-CA水凝胶贴片(Patch)时，产生的磨痕(wear scar)较少(图3的b)。因此，可以确认，与未进行涂敷的情况相比，在涂敷HA-CA本体水凝胶(Gel)和HA-CA水凝胶贴片(Patch)时，磨痕面积有意义地减少(图3的c)。
制备例2
(1)HA-PG水凝胶贴片的制作
使用5-羟基多巴胺(5-hydroxydopamine)将邻苯三酚基修饰的透明质酸(pyrogallol-functionalized hyaluronic acid；以下记载为HA-PG，图4的a)(分子量＝200kDa及1MDa)以1(w/v)％的浓度溶解在蒸馏水中，将1(w/v)％的HA-PG溶液以80μl的方式倒入8mm圆筒模具中，然后在-80℃的温度下冷冻干燥过夜，由此制作直径为8mm以及厚度为1.6mm的HA-PG水凝胶贴片。由于所制作的HA-PG水凝胶贴片处于干燥的状态，因此容易储存，并且由于是薄膜形态，因此可以容易地切割成所需的形状，从而便于使用。
另一方面，通过将HA-PG溶解在磷酸盐缓冲生理盐水(Phosphate-bufferedsaline，PBS)中，并在此溶液中添加4.5mg/ml的高碘酸钠溶液来制备HA-PG本体水凝胶。在制备的HA-PG本体水凝胶中HA-PG的最终浓度为1(w/v)％。
(2)HA-PG水凝胶贴片的物理特性分析
将HA-PG水凝胶贴片或HA-PG本体水凝胶在与生物体内条件类似的37℃的PBS中浸泡14天，并在12小时、1天、3天、7天和14天后测定溶胀度。测量结果，可以确认，HA-PG水凝胶贴片(Patch)的溶胀度高于HA-PG本体水凝胶(Gel)(图4的b)。
另一方面，在实际生物体内环境中存在各种降解酶，因此将HA-PG水凝胶贴片或HA-PG本体水凝胶浸泡在37℃的PBS中，并通过透明质酸降解酶来进行处理直至其降解(200U/样本)。通过定期测量HA-PG水凝胶贴片或HA-PG本体水凝胶的重量来测定了随时间降解的程度。测定结果，通过透明质酸降解酶来处理HA-PG本体水凝胶(200kDa及1MDa Gel)后，在初期快速降解，但是HA-PG水凝胶贴片(200kDa及1MDa Patch)在经过透明质酸降解酶处理的28天之后仍有残留，从而可以确认酶的降解速度相当缓慢(图4的c)。
(3)HA-PG水凝胶贴片的机械物理性能分析
使用流变仪在0.1Hz至10Hz之间的频率条件下测量了HA-PG水凝胶贴片或者HA-PG本体水凝胶的弹性模量。分析结果，HA-PG水凝胶贴片(Patch)和HA-PG本体水凝胶(Gel)均显示出储能模量(G′)高于损耗模量(G″)的结果，从而可以确认形成内部结构稳定的聚合物网络(图5的a)。
此外，HA-PG本体水凝胶(200kDa及1MDa Gel)的平均储能模量(G′)均处于非常低的水平，相反，HA-PG水凝胶贴片(200kDa及1MDa Patch)的平均储能模量(G′)分别显示出约14kPa和约24kPa左右，从而可以确认平均储能模量(G′)显著增加(图5的b)。
另一方面，在涂敷有HA-PG水凝胶贴片或HA-PG本体水凝胶的钢表面之间施加5N的垂直抗力的状态下，以0.01m/s的速度移动摩擦力分析装置来测量摩擦系数。测量结果，当未进行涂敷时(未处理)，显示出摩擦系数最高，其次为HA-PG本体水凝胶(200kDa及1MDaGel)和HA-PG水凝胶贴片(200kDa及1MDa Patch)(图6的a)。此外，可以确认，当未进行涂敷时(未处理)，因摩擦而产生的磨痕(wear scar)较大，在涂敷HA-PG本体水凝胶(200kDa及1MDa Gel)和HA-PG水凝胶贴片(200kDa及1MDa Patch)时，产生的磨痕(wear scar)较少(图6的b)。因此，可以确认，与未进行涂敷的情况(未处理)相比，在涂敷HA-PG本体水凝胶(200kDa及1MDa Gel)和HA-PG水凝胶贴片(200kDa及1MDa Patch)时，磨痕面积有意义地减少(图6的c)。
实施例1：对装载有外泌体的HA-PG水凝胶的特性进行确认
1-1.装载有外泌体的HA-PG水凝胶(外泌体水凝胶贴片)的制作
在本发明中，通过在天然聚合物透明质酸(HA)中引入棓酚基(PG)来合成HA-PG衍生物，并将从人脂肪间充质干细胞中提取的外泌体(exosome)与HA-PG溶液一同混合后进行冷冻干燥，由此制作装载有外泌体的贴片剂型(图7)。
通过DLS分析，对所使用的人脂肪间充质干细胞中提取的外泌体(exosome)的大小分布状况进行确认的结果，可以确认，具有平均96.6nm的直径值，并且PdI值为0.476，具有均匀的大小(图8的a)。此外，通过利用透射电子显微镜(TEM)分析来再次观察外泌体的形态和大小，由此确认具有94.17nm大小的球形纳米颗粒形态，从而确认与DLS分析结果一致的状况(图8的b)。
当利用扫描电子显微镜(SEM)分析来观察贴片(该贴片在准备将外泌体混合在HA-PG溶液中的1％(w/v)浓度的HA-PG溶液后进行冷冻干燥而制作)的内部结构时，可以确认，装载有外泌体的HA-PG贴片具有更加紧密的多孔性结构，并且在内部结构表面上观察到直径为100nm的外泌体颗粒形态(图8的c)。
1-2.对所制作的外泌体水凝胶贴片的物理特性进行确认
HA-PG衍生物本来可以通过根据时间的棓酚基的自然氧化来实现交联，但是，由于外泌体的引入，能够实现更快又稳定的交联。通过外泌体中所含有的多种蛋白质的官能团(胺基、巯基、咪唑基等)与被氧化的棓酚基之间的较高的反应性来装载的外泌体能够进一步增强HA-PG水凝胶内部的交联。
具体地，本来HA-PG水凝胶随着氧化的进行呈现出深黄色，因此，在相同的时间内，在37℃的PBS条件下诱导对装载有外泌体的贴片和未装载外泌体的贴片进行凝胶化(gelation)后，通过颜色的差异来确认交联的程度(图9的a)。
通过流变仪(Rheometer(扫频模式(frequency sweep mode))分析，可以确认，随着外泌体浓度的增加，水凝胶贴片的物理性能得到改善并保持弹性(elasticity)(图9的b，Exo 0组；1％HA-PG贴片，Exo 50组；装载有50μg/ml外泌体的1％HA-PG贴片，Exo 100组；装载有100μg/ml外泌体的1％HA-PG贴片，BSA 100组；装载有100μg/ml的BSA的1％HA-PG贴片)。此外，相比于添加与外泌体相同的浓度的BSA蛋白质的贴片(BSA 100组)，所测量的外泌体贴片(100组)的模量(modulus)物理性能更高，由此可知，外泌体成分能够诱导HA-PG水凝胶贴片的物理性能的强化(图9的b)。
1-3.对所制作的外泌体水凝胶贴片的粘合功能性进行确认
通过自然氧化来交联用于粘性测试(Tack test)的基板和水凝胶贴片后，确认了粘合力(图10的a)。
可以确认，与未装载外泌体的情况(Exo 0组)相比，在HA-PG贴片装载50μg/ml外泌体时(Exo 50组)，粘合力有所减小，但是，当以增加外泌体的浓度的方式进行装载时(Exo100组)，水凝胶贴片的最大粘合力再次恢复到未装载外泌体的贴片的36.8％左右(图10的b，Exo 0组；1.55N，Exo 100组；0.57N)。
此外，可以确认，当对粘合力图表进行积分来计算水凝胶贴片从用于粘性测试(tacktest)的基板中脱落时所需的能量时，出现类似的趋势(图10的c)。尤其，确认在Exo100组中水凝胶贴片从用于粘性测试(tack test)的基板中脱落时所需的能量为Exo 0组的57.9％，由此可以确认，即使在HA-PG贴片装载外泌体，贴片的粘合力也能够保持相当的水平(图10的c，Exo 0组；25.1mJ，Exo 100组；12.4mJ)。
1-4.对所制作的外泌体水凝胶贴片的化学交联机制进行分析
期待存在于外泌体中的多种蛋白质和脂质的官能团(胺基(amin)、巯基(thiol)、咪唑基(imidazole)等)与棓酚基进行反应，从而可以增强HA-PG水凝胶的交联速度，并对此进行了确认。
具体地，为了分析外泌体贴片的化学交联机制，当使2％HA-PG溶液(HA-PG组)和添加有200μg/ml外泌体的HA-PG溶液(HA-PG/Exo组)自然氧化(37℃，培养(incubation))来进行紫外-可见光谱法(UV-vis spectroscopy)分析时，可以确认，在HA-PG/Exo组中，300～450nm区间的峰(peak)以比HA-PG组更快的速度增加(图11的a)。此外，该峰(peak)是通过由HA-PG衍生物的自然氧化而生成的半醌中间体(semi-quinone intermediate)(对应于350-380nm的峰)、苯氧自由基(phenoxyl radical)(对应于350-380nm的峰)、红倍酚(purpurogallin)(对应于325、420-440nm的峰)来形成的宽峰(broadpeak)，因此可以确认，外泌体的添加会增加HA-PG衍生物的自然氧化速度。并且，可以确认，在510-530nm区间，峰(peak)仅在HA-PG/Exo组中特异性地增加。可以推断该峰(peak)由棓酚基与外泌体的脂质表面的相互作用而发生变化。
此外，当通过FT-IR分析比较HA-PG和HA-PG/Exo时，酰胺I&II峰(amide I&IIpeak)中的光谱(spectra)状况在1500-1700cm-1附近有所不同，因此可以看出存在外泌体与HA-PG之间的相互作用(图11的b)。
1-5.对所制作的外泌体水凝胶贴片的结构稳定性进行确认(分析溶胀及降解状况)
对于外泌体水凝胶贴片(使用装载有100μg/ml外泌体的1％HA-PG贴片)的溶胀及降解状况，以与未装载外泌体的HA-PG贴片(使用1％HA-PG贴片)比较的方式进行确认。
在生理学条件(37℃，PBS)下，外泌体HA-PG贴片显示出比HA-PG贴片更低的溶胀度(图12的a)。由此可以间接地确认，装载有外泌体的HA-PG水凝胶贴片具有比HA-PG贴片更紧凑的内部结构。
利用具有相同浓度(活性)的透明质酸降解酶(HAdase)来对外泌体HA-PG贴片和HA-PG贴片进行处理时，可以确认，在较高的浓度(5U/ml HAdase)下降解状况并没有较大差异，但是在较低的浓度(1U/ml HAdase)下外泌体水凝胶贴片的降解比HA-PG贴片稍微快一些(图12的b)。
1-6.对所制作的外泌体水凝胶贴片的细胞毒性进行评价
对于细胞毒性，以如下方式进行评价(图13)：在生理学条件(37℃，细胞培养液)下对HA-PG贴片(使用1％HA-PG贴片)或外泌体HA-PG贴片(使用装载有50μg/ml或100μg/ml外泌体的1％HA-PG贴片)进行培养(incubation)24小时后，回收细胞培养液并处理在人脂肪间充质干细胞(图13的a、b)和人成纤维细胞(图13的c、d)中来进行培养。
在培养6天的同时利用活/死(Live/Dead)染色法对细胞存活率进行确认的结果，确认在所有组中显示出优异的细胞存活率(cell viability)，因此可以确认，HA-PG贴片和外泌体HA-PG贴片均具有优异的生物相容性。
1-7.对所制作的外泌体水凝胶贴片的外泌体释放行为及活性进行分析
为了评价能否将外泌体HA-PG水凝胶贴片(使用装载有100μg/ml外泌体的1％HA-PG贴片)用作外泌体缓释型制剂，利用存在于人体内的透明质酸降解酶来进行处理的同时，通过BCA检测(assay)来确认(1U/ml HAdase)所释放的外泌体的量(图14的a)。通过这种结果确认外泌体水凝胶贴片能够实现3天的缓释型外泌体释放，由此可以看出，在如创伤部位的透明质酸降解酶的活性得到增加的组织缺损部位中通过有效的外泌体传递来实现治疗效果。
当在水凝胶贴片中对人成纤维细胞进行三维培养4天后，通过MTT分析来比较细胞增殖状况时，可以确认，以在HA-PG水凝胶贴片中培养1天的样本为基准，在外泌体水凝胶贴片中培养的细胞的增殖得到了1.5～1.7倍以上的促进(图14的b)。可以看出，在外泌体水凝胶贴片中所释放的外泌体对细胞的存活和增殖是有效的，通过利用这种性质能够用作用于疾病部位的组织再生的缓释型制剂。
实施例2：对所制作的外泌体水凝胶贴片的糖尿病性创伤治疗效果进行确认
通过动物模型实验来确认外泌体贴片作为组织再生治疗剂而使用的可能性。
具体地，在对小鼠腹腔注射两次0.1g/kg链脲佐菌素(streptozotocin)来诱发糖尿病后，14天后测量空腹血糖，并且仅使用血糖值在300md/dL以上的小鼠来制作糖尿病性创伤模型。利用活检穿刺器(biopsy punch)在小鼠的背部皮肤上诱发直径为8mm的圆形创伤后，利用水凝胶贴片进行处理，并观察了缓释型外泌体释放是否改善组织再生效果(图15的a)。
外泌体水凝胶贴片(使用装载有100μg/ml外泌体的1％HA-PG贴片)基于粘合功能性，在没有额外的交联剂的情况下也能够稳定附着在疾病部位，并且可以通过相比于现有的HA-PG贴片进一步得到改善的物理性能来保护创伤部位免受外部刺激，并诱导有效的外泌体的传递。
在适用贴片后，直到14天为止，用肉眼观察的创伤的大小按照不同组并没有显示出较大的差异(图15的a)，但是，当回收再生的组织并进行组织学分析时，可以确认外泌体贴片的组织再生增强效果(图15的b-f)。
通过苏木精&伊红(Hematoxylin&Eosin，H&E)染色法和马松三色(Masson’strichrome，MT)染色法，确认了当适用外泌体贴片时，新再生的真皮层最厚(图15的c)，异常的伤口组织的大小最小(图15的d)，由此可以确认诱导有效的皮肤再生。
而且，可以确认，在外泌体贴片组中角蛋白10(keratin10)阳性的表皮层的厚度有意义地变厚(图15的e),并且如皮脂腺(sebaceous gland)的皮肤小器官的数量增加最多(图15的f)，由此可以确认，利用外泌体贴片诱导的缓释型外泌体释放能够使损伤的皮肤的功能性组织再生最大化。
以上，主要对本发明的优选实施例进行了描述。本领域技术人员能够理解在不脱离本发明的本质特性的前提下，本发明能够以变形的形式来实现。因此，所公开的实施例应当从描述的观点而被考虑，而不是限制的观点。本发明的范围示出在权利要求书中，而不是上述描述，并且，应当被解释为与之等同的范围的所有差异包括在本发明中。

Claims (5)

1.一种外泌体水凝胶贴片，其特征在于，包括：
包括苯酚基修饰的生物相容性聚合物的水凝胶贴片；及
装载在所述水凝胶贴片的外泌体。
2.根据权利要求1中所述的外泌体水凝胶贴片，其特征在于，
所述苯酚基是选自由邻苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚、漆酚、茜素、多巴胺、盐酸多巴胺、3,4-二羟基苯丙氨酸、咖啡酸、去甲肾上腺素、肾上腺素、3,4-二羟基苯乙酸、异丙去甲肾上腺素、异丙肾上腺素及3,4-二羟基苯甲酸组成的组中的邻苯二酚类化合物来源邻苯二酚基；
或者选自由邻苯三酚、5-羟基多巴胺、单宁酸、没食子酸、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯、2,3,4-三羟基苯甲醛、2,3,4-三羟基苯甲酸、3,4,5-三羟基苯甲醛、3,4,5-三羟基苯甲酰胺、5-叔-丁基焦酚及5-甲基连苯三酚组成的组中的邻苯三酚类化合物来源邻苯三酚基。
3.根据权利要求1中所述的外泌体水凝胶贴片，其特征在于，
所述生物相容性聚合物选自由透明质酸、肝素、纤维素、葡聚糖、藻酸盐、壳聚糖、甲壳素、胶原、明胶、硫酸软骨素、果胶、角蛋白及血纤维蛋白组成的组。
4.根据权利要求1中所述的外泌体水凝胶贴片，其特征在于，
所述外泌体水凝胶贴片：
i)厚度为0.05mm至10.0mm；
ii)在0.1Hz至10Hz的频率范围内具有1×103Pa至1×106Pa的储能模量及0.01至0.15的tanδ；
iii)在5N的垂直抗力条件下，以0.01m/s的速度进行测量的摩擦系数为0.2至0.4；
iv)粘合强度为0.1N至10N。
5.根据权利要求1中所述的外泌体水凝胶贴片，其特征在于，
所述外泌体源自干细胞。
CN202180053739.7A 2020-09-01 2021-09-01 装载有外泌体的仿生组织粘合性水凝胶贴片 Pending CN116075320A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0111337 2020-09-01
KR20200111337 2020-09-01
PCT/KR2021/011755 WO2022050682A1 (ko) 2020-09-01 2021-09-01 엑소좀이 담지된 생체모사 조직 접착성 하이드로젤 패치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116075320A true CN116075320A (zh) 2023-05-05

Family

ID=80813381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180053739.7A Pending CN116075320A (zh) 2020-09-01 2021-09-01 装载有外泌体的仿生组织粘合性水凝胶贴片

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4190315A1 (zh)
KR (1) KR102483404B1 (zh)
CN (1) CN116075320A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115970001B (zh) * 2023-01-10 2023-08-22 北京大学口腔医学院 多巴胺修饰的水凝胶微球负载人脱落乳牙牙髓干细胞外泌体复合材料的应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101880309B1 (ko) 2012-07-06 2018-08-16 동우 화인켐 주식회사 세정제 조성물 및 이를 이용한 세정방법
KR101629151B1 (ko) 2014-11-07 2016-06-10 한양대학교 에리카산학협력단 줄기세포 유래 엑소좀을 포함하는 지방세포 분화유도 및 지방조직 재생용 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
EP4190315A1 (en) 2023-06-07
KR20220029531A (ko) 2022-03-08
KR102483404B1 (ko) 2022-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Injectable adaptive self-healing hyaluronic acid/poly (γ-glutamic acid) hydrogel for cutaneous wound healing
Kim et al. Tissue adhesive, rapid forming, and sprayable ECM hydrogel via recombinant tyrosinase crosslinking
Li et al. Self-healing hyaluronic acid nanocomposite hydrogels with platelet-rich plasma impregnated for skin regeneration
Guo et al. Injectable adhesive self-healing multiple-dynamic-bond crosslinked hydrogel with photothermal antibacterial activity for infected wound healing
Liu et al. Mussel-inspired dual-cross-linking hyaluronic acid/ε-polylysine hydrogel with self-healing and antibacterial properties for wound healing
Montazerian et al. Stretchable and bioadhesive gelatin methacryloyl-based hydrogels enabled by in situ dopamine polymerization
Wei et al. Photo-induced adhesive carboxymethyl chitosan-based hydrogels with antibacterial and antioxidant properties for accelerating wound healing
Sun et al. Sundew-inspired adhesive hydrogels combined with adipose-derived stem cells for wound healing
Chi et al. Novel dopamine-modified oxidized sodium alginate hydrogels promote angiogenesis and accelerate healing of chronic diabetic wounds
Barros et al. Recent developments in mussel-inspired materials for biomedical applications
Kushibiki et al. Photocrosslinked gelatin hydrogel improves wound healing and skin flap survival by the sustained release of basic fibroblast growth factor
Chen et al. A triple-network carboxymethyl chitosan-based hydrogel for hemostasis of incompressible bleeding on wet wound surfaces
CN114072132A (zh) 仿生组织黏附性水凝胶贴片及其用途
WO2022136666A1 (en) Method to produce in situ self-assembled multifunctional nanocomposite hydrogel and its uses thereof
Wang et al. An antibacterial and antiadhesion in situ forming hydrogel with sol–spray system for noncompressible hemostasis
Ji et al. Dopamine-modified alginate hydrogel with effectiveness and safety for preoperative localization of lung nodules
Ying et al. Synthesis of agarose-based multistimuli-responsive hydrogel dressing for accelerated wound healing
CN116075320A (zh) 装载有外泌体的仿生组织粘合性水凝胶贴片
Montazerian et al. Polyphenolic gelatin-based bioadhesives
US20230285315A1 (en) Exosome-loaded bio-inspired tissue-adhesive hydrogel patch
Rong et al. Fetal milieu-simulating hyaluronic acid-dopamine-chondroitin sulfate hydrogel promoting angiogenesis and hair regeneration for wound healing
Huang et al. Natural polymer-based bioadhesives as hemostatic platforms for wound healing
Chen et al. Mussel-inspired self-healing hydrogel form pectin and cellulose for hemostasis and diabetic wound repairing
Guo et al. Versatile injectable carboxymethyl chitosan hydrogel for immediate hemostasis, robust tissue adhesion barrier, and antibacterial applications
Wei et al. Enzymatic one-pot preparation of carboxylmethyl chitosan-based hydrogel with inherent antioxidant and antibacterial properties for accelerating wound healing

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination