專利名稱：用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可注射水凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
心肌梗死和引起的心臟衰竭是工業(yè)化國(guó)家人類死亡的主要原因，在美國(guó)每年有60 多萬(wàn)患者，在中國(guó)每年死于心肌梗死及其并發(fā)癥的人數(shù)已超過(guò)100萬(wàn)，全國(guó)約有4000萬(wàn)冠心病患者，每小時(shí)約有260例患者死于心腦血管疾病。其中慢性心力衰竭和心肌梗死而導(dǎo)致的死亡占心血管死亡的50%以上，心肌梗死已引起人們的高度關(guān)注。當(dāng)心血管發(fā)生堵塞后，心肌遭到不可逆的損傷而無(wú)法再生，其結(jié)果是心肌梗死區(qū)的心肌細(xì)胞死亡，成纖維細(xì)胞增生形成瘢痕組織，隨著病程的發(fā)展，最終會(huì)導(dǎo)致心力衰竭。 在心力衰竭的終末期只有心臟移植是有效的治療手段，然而由于心臟供體的嚴(yán)重不足和免疫排斥的反應(yīng)以及高昂的費(fèi)用使得臨床應(yīng)用十分有限。最近的研究顯示，帶有或不帶有細(xì)胞的水凝膠直接注入到心肌梗死的動(dòng)物心臟的梗死區(qū)可抑制梗死后心室重構(gòu)，改善心功能。原位植入水凝膠改善心肌功能的可能機(jī)制包括(1)代替損害的ECM，保護(hù)梗死及周邊區(qū)的細(xì)胞及心肌組織不被降解，從而抑制梗死擴(kuò)展，延緩或阻止心室重構(gòu)；( 改善心肌局部微環(huán)境，促進(jìn)心肌再生和血管生成；C3)增加室壁厚度，穩(wěn)定心室大小，減小室壁壓力；重塑左室?guī)缀涡螤睿乐故冶诹鲂纬?。原位心肌組織工程的水凝膠性在注射前保持液體流動(dòng)狀態(tài)，并注射后很快凝固成為類固體水凝膠?，F(xiàn)在使用的鈣離子交聯(lián)的海藻酸鈉凝膠具有以下缺點(diǎn)1.天然的海藻酸高分子缺乏細(xì)胞粘附位點(diǎn)，不利于細(xì)胞的粘附。2.在體內(nèi)由于沒(méi)有相關(guān)的酶可以降解海藻酸鈉，海藻酸鈉凝膠中的鈣離子被生理?xiàng)l件下存在的鈉離子和鉀離子替換，導(dǎo)致凝膠的結(jié)構(gòu)松散，雖然海藻酸鈉可以溶解，但是分子量較高(大于 48KD)的海藻酸鈉無(wú)法通過(guò)腎臟排出體外，而是隨血液流動(dòng)全身分布。因此，鈣離子交聯(lián)的海藻酸鈉凝膠的降解不是一個(gè)不受調(diào)控的過(guò)程，而且無(wú)法完全排出體外。3.鈣離子交聯(lián)的凝膠的另一個(gè)缺點(diǎn)是與共價(jià)交聯(lián)的凝膠相比力學(xué)性能較差，修復(fù)心肌梗死的效果不夠明顯。因此用鈣離子交聯(lián)的可注射水凝膠，與生物體的相容性差，而且由于鈣離子交聯(lián)的原因而造成力學(xué)性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的用于治療心肌梗死的用鈣離子交聯(lián)的可注射水凝膠的與生物體相容性差和力學(xué)性能差的技術(shù)問(wèn)題，而提供用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料及其制備方法。本發(fā)明的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料由海藻酸鈉組分與蛋白膠組分按體積比為1 0.5 3的比例混合制成的；其中的蛋白膠組分是用明膠或膠原配制成濃度為 30% (質(zhì)量)的溶液，海藻酸鈉組分是將部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑制成的溶度為5% 60% (質(zhì)量)的溶液，部分氧化的海藻酸鈉是由按質(zhì)量份數(shù)比為1份粘度為5mPa 15mPa 的海藻酸鈉、0. 05 1份的高碘酸鈉和2 2. 5份的氯化鈉和按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1.5mL 1.8mL的乙二醇、按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 40mL 45mL的乙醇制成的。上述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份粘度為5mPa 15mPa 的海藻酸鈉、0. 05 1份的高碘酸鈉和2 2. 5份的氯化鈉，再按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1.5mL 1. 8mL的比例量取乙二醇，按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 40mL 45mL的比例量取乙醇；二、將步驟一稱取的海藻酸鈉放入容器中，然后按海藻酸鈉的濃度為1. 5% 10% (質(zhì)量)將水加入容器中，然后將容器置于搖床上，在溫度為;TC 4°C的避光條件下振蕩 2h 9h，得到部分氧化的海藻酸鈉溶液；三、將步驟一量取的乙二醇加入到步驟二所述的容器中，然后將容器置于搖床上，在溫度為15°C 30°C的條件下振蕩Ih 濁，再將步驟一稱取的氯化鈉加入到容器中，置于搖床上振蕩使氯化鈉溶解，然后再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過(guò)濾除去濾液，得到沉淀；四、將步驟三得到的沉淀溶解于等體積的去離子水中，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置于透析袋中，用水透析，每隔Ih 池?fù)Q一次水，透析時(shí)間為4 72h ；六、將經(jīng)步驟五處理的溶膠在_80°C _85°C的條件下冷凍池 他，然后置于冷凍干燥機(jī)上凍干，得到部分氧化的海藻酸鈉；七、將步驟六得到的部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中，配制備成溶度為5% 60% (質(zhì)量)的溶液，得到海藻酸鈉組分；八、用與步驟七所述的溶劑相同的溶劑，將明膠或膠原配制成濃度為 30% (質(zhì)量)的溶液，得到蛋白膠組分；使用時(shí)，按步驟七得到的海藻酸鈉組分與蛋白膠組分的體積比為1 0.5 3的比例將海藻酸鈉組分與蛋白膠組分混合均勻，得到用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本發(fā)明將用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經(jīng)注射器注射入梗死的心肌部位，部分氧化的海藻酸鈉便可與明膠或膠原發(fā)生化學(xué)交聯(lián)形成不溶于水的凝膠。本發(fā)明用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵交聯(lián)而形成的水凝膠，具有更強(qiáng)的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，海藻酸鈉經(jīng)步驟二的適度氧化，使海藻酸鈉不但保留了海藻酸鈉良好的生物相容性，6-8周在體內(nèi)的降解。由于部分氧化的海藻酸鈉具有更高生物相容性和可降解性，使得該可注射水凝膠具有更佳的修復(fù)結(jié)果，通過(guò)對(duì)細(xì)胞的存留、遷移和新血管形成提供基質(zhì)從而較易修復(fù)梗死后心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過(guò)左室造影，與鹽水對(duì)照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分?jǐn)?shù)也明顯增加，表明心功能有明顯改善。本發(fā)明的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料可用于治療心肌梗死。


圖1是具體實(shí)施方式
二十九制備的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的存儲(chǔ)模量與損耗模量隨時(shí)間的變化曲線圖，圖中a為材料的存儲(chǔ)模量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線，b材料的損耗模量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線；圖2是具體實(shí)施方式
二十九制備的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料凝固后的掃描電鏡照片；圖3是具體實(shí)施方式
二十九的心肌梗死動(dòng)物模型建立成功的大鼠的手術(shù)前的心電圖；圖4是具體實(shí)施方式
二十九的心肌梗死動(dòng)物模型建立成功的大鼠的手術(shù)后的心電圖；圖5是具體實(shí)施方式
二十九的大鼠的梗死區(qū)心肌室壁厚度隨術(shù)后時(shí)間的變化情況圖，其中·為鹽水對(duì)照組的大鼠的梗死區(qū)心肌室壁厚度隨術(shù)后時(shí)間的變化情況，O為水凝膠注射組的大鼠的梗死區(qū)心肌室壁厚度隨術(shù)后時(shí)間的變化情況；圖6是具體實(shí)施方式
二十九的大鼠的左心室射血分?jǐn)?shù)隨術(shù)后時(shí)間的變化情況圖，其中■為鹽水對(duì)照組的大鼠的左心室射血分?jǐn)?shù)隨術(shù)后時(shí)間的變化情況，□為水凝膠注射組的大鼠的左心室射血分?jǐn)?shù)隨術(shù)后時(shí)間的變化情況；圖7是具體實(shí)施方式
二十九的鹽水對(duì)照組的大鼠的心肌梗死區(qū)血管再生的熒光顯微照片；圖8是具體實(shí)施方式
二十九的水凝膠注射組大鼠的心肌梗死區(qū)血管再生的熒光顯微照片。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料是由海藻酸鈉組分與蛋白膠組分按體積比為1 0.5 3的比例混合制成的；其中的蛋白膠組分是用明膠或膠原配制成濃度為 30% (質(zhì)量)的溶液，海藻酸鈉組分是將部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中制成的溶度為5% 60% (質(zhì)量)的溶液，部分氧化的海藻酸鈉是由按質(zhì)量份數(shù)比為1份粘度為5mPa 15mPa 的海藻酸鈉、0. 05 1份的高碘酸鈉和2 2. 5份的氯化鈉和按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1. 5mL 1.8mL的乙二醇、按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 40mL 45mL的乙醇制成的。本實(shí)施方式將用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經(jīng)注射器注射入梗死的心肌部位，部分氧化的海藻酸鈉便可與明膠或膠原發(fā)生化學(xué)交聯(lián)形成不溶于水的凝膠，用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實(shí)施方式用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵交聯(lián)而形成的水凝膠，具有更強(qiáng)的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，海藻酸鈉經(jīng)步驟二的適度氧化，使海藻酸鈉不但保留了海藻酸鈉良好的生物相容性，而且改善了其降解性。由于部分氧化的海藻酸鈉具有更高生物相容性和可降解性，使得該可注射水凝膠具有更佳的修復(fù)結(jié)果，通過(guò)對(duì)細(xì)胞的存留、遷移和新血管形成提供基質(zhì)從而較易修復(fù)梗死后心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過(guò)左室造影，與鹽水對(duì)照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分?jǐn)?shù)也明顯增加，表明心功能有明顯改善。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料是由海藻酸鈉組分與膠組分按體積比為1 1 2.8的比例混合制成的。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料是由海藻酸鈉組分與膠組分按體積比為12的比例混合制成的。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是蛋白膠組分是用明膠或膠原配制成濃度為2% 觀％ (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是蛋白膠組分是用明膠或膠原配制成濃度為20% (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是海藻酸鈉組分是將部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中制成的溶度為10% 50% (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是海藻酸鈉組分是將部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中制成的溶度為30% (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是部分氧化的海藻酸鈉是由按質(zhì)量份數(shù)比為1份粘度為50mPa 20mPa 的海藻酸鈉、0. 1 0. 9份的高碘酸鈉和2. 2 2. 4份的氯化鈉，和按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1.6mL 1.7mL的乙二醇與按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 41mL 44mL的乙醇制成的。其他與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是部分氧化的海藻酸鈉是由按質(zhì)量份數(shù)比為1份粘度為30mPa · s的海藻酸鈉、0. 6份的高碘酸鈉和2. 3 份的氯化鈉，和按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1.65mL的乙二醇與按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 42mL的乙醇制成的。其他與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份粘度為5mPa .s 15mPa-s 的海藻酸鈉、0. 05 1份的高碘酸鈉和2 2. 5份的氯化鈉，再按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1. 5mL 1. SmL的比例量取乙二醇，按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為 Ig 40mL 45mL的比例量取乙醇；二、將步驟一稱取的海藻酸鈉放入容器中，然后按海藻酸鈉的濃度為1.5% 10% (質(zhì)量)將水加入容器中，然后將容器置于搖床上，在溫度為 3°C 4°C的避光條件下振蕩池 9h，得到部分氧化的海藻酸鈉溶液；三、將步驟一量取的乙二醇加入到步驟二所述的容器中，然后將容器置于搖床上，在溫度為15°C 30°C的條件下振蕩Ih 2h，再將步驟一稱取的氯化鈉加入到容器中，置于搖床上振蕩使氯化鈉溶解， 然后再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過(guò)濾除去濾液，得到沉淀；四、將步驟三得到的沉淀溶解于等體積去離子水中，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置于透析袋中，用水透析，每隔Ih 池?fù)Q一次水，透析時(shí)間為4 72h ；六、將經(jīng)步驟五處理的溶膠在-80°C _85°C的條件下冷凍池 他，然后置于冷凍干燥機(jī)上凍干，得到部分氧化的海藻酸鈉；七、將步驟六得到的部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中，配制備成溶度為5% 60% (質(zhì)量)的溶液，得到海藻酸鈉組分；八、用與步驟七所述的溶劑相同的溶劑，將明膠或膠原配制成濃度為 30% (質(zhì)量)的溶液，得到蛋白膠組分；使用時(shí)，按步驟七得到的海藻酸鈉組分與蛋白膠組分的體積比為1 0.5 3的比例將海藻酸鈉組分與蛋白膠組分混合均勻，得到用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實(shí)施方式將用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經(jīng)注射器注射入梗死的心肌部位，部分氧化的海藻酸鈉便可與明膠或膠原發(fā)生化學(xué)交聯(lián)形成不溶于水的凝膠，用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實(shí)施方式用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵交聯(lián)而形成的水凝膠，具有更強(qiáng)的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，海藻酸鈉經(jīng)步驟二的適度氧化，使海藻酸鈉不但保留了海藻酸鈉良好的生物相容性，而且改善了其降解性。由于部分氧化的海藻酸鈉具有更高生物相容性和可降解性，使得該可注射水凝膠具有更佳的修復(fù)結(jié)果，通過(guò)對(duì)細(xì)胞的存留、遷移和新血管形成提供基質(zhì)從而較易修復(fù)梗死后心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過(guò)左室造影，與鹽水對(duì)照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分?jǐn)?shù)也明顯增加，表明心功能有明顯改善。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九不同的是步驟一中按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份粘度為50mPa · s 20mPa · s的海藻酸鈉、0. 1 0. 9份的高碘酸鈉和2. 2 2. 4份的氯化鈉，再按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1. 6mL 1. 7mL的比例量取乙二醇，按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 41mL 44mL的比例量取乙醇。其他與具體實(shí)施方式
九相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九不同的是步驟一中按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份粘度為30mPa .s的海藻酸鈉、0. 7份的高碘酸鈉和2. 3份的氯化鈉，再按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1.65mL的比例量取乙二醇，按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 43mL的比例量取乙醇。其他與具體實(shí)施方式
九相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十一之一不同的是步驟二中海藻酸鈉的濃度為2% 8% (質(zhì)量)。其他與具體實(shí)施方式
九至十一之一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十一之一不同的是步驟二中海藻酸鈉的濃度為5% (質(zhì)量)。其他與具體實(shí)施方式
九至十一之一相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十三之一不同的是步驟二中將容器置于搖床上，在溫度為3V 6°C的避光條件下振蕩池 他。其他與具體實(shí)施方式
九至十三之一相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十三之一不同的是步驟二中將容器置于搖床上，在溫度為4°C的避光條件下振蕩證。其他與具體實(shí)施方式
九至十三之一相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十五之一不同的是步驟三將乙二醇加入到容器中后，將容器置于搖床上，在溫度為16°C 的條件下振蕩1. Ih 1.他。其他與具體實(shí)施方式
九至十五之一相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十五之一不同的是步驟三將乙二醇加入到容器中后，將容器置于搖床上，在溫度為20°C的條件下振蕩1.證。其他與具體實(shí)施方式
九至十五之一相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十七之一不同的是步驟五中透析時(shí)，每隔1. 2h 2. 8h換一次水，透析時(shí)間為50h 70h。其他與具體實(shí)施方式
九至十七之一相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十七之一不同的是步驟五中透析時(shí)，每隔池?fù)Q一次水，透析時(shí)間為eoh。其他與具體實(shí)施方式
九至十七之一相同。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十九之一不同的是步驟六中溶膠在-81°C -84°c的條件下冷凍3. 5h 5. 5h。其他與具體實(shí)施方式
九至十九之一相同。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至十九之一不同的是步驟六中溶膠在_83°C的條件下冷凍4.證。其他與具體實(shí)施方式
九至十九之一相同。
具體實(shí)施方式
二十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至二十一之一不同的是步驟七中部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中，配制備成溶度為5% 60% (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
九至二十一之一相同。
具體實(shí)施方式
二十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至二十一之一不同的是步驟七中部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中，配制備成溶度為20% (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
九至二十一之一相同。
具體實(shí)施方式
二十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至二十三之一不同的是步驟七中的溶劑為去離子水、生理鹽水或者PH值為7. 2的磷酸鹽緩沖溶液。其他與具體實(shí)施方式
九至二十三之一相同。
具體實(shí)施方式
二十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至二十四之一不同的是步驟八中明膠或膠原的濃度為 30% (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
九至二十四之一相同。
具體實(shí)施方式
二十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至二十四之一不同的是步驟八中明膠或膠原的濃度為20% (質(zhì)量)的溶液。其他與具體實(shí)施方式
九至二十四之一相同。
具體實(shí)施方式
二十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至二十六之一不同的是步驟八中使用時(shí)，按海藻酸鈉組分與膠組分的體積比為1 1 2. 5的比例將海藻酸鈉組分與膠組分混合均勻。其他與具體實(shí)施方式
九至二十六之一相同。
具體實(shí)施方式
二十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
九至二十六之一不同的是步驟八中使用時(shí)，按海藻酸鈉組分與膠組分的體積比為1 2的比例將海藻酸鈉組分與膠組分混合均勻。其他與具體實(shí)施方式
九至二十六之一相同。
具體實(shí)施方式
二十九本實(shí)施方式的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量百分比稱取0. 25g粘度為15mPa · s的海藻酸鈉、0. 125g的高碘酸鈉、400uL的乙二醇和0. 5g的氯化鈉、IOmL的乙醇；二、將步驟一稱取的海藻酸鈉溶于IOmL去離子水中得到濃度為2. 5%藻酸鈉溶液，然后加入步驟一稱取的高碘酸鈉，置于搖床上，在溫度為4°C的避光條件下，振蕩6h，得到部分氧化的海藻酸鈉溶液；三、將步驟一量取的乙二醇加入到步驟二所述的容器中，然后將容器置于搖床上， 在溫度為20°C的條件下，振蕩2h，再將步驟一稱取的氯化鈉加入到容器中，置于搖床上振蕩使氯化鈉溶解，然后再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過(guò)濾除去濾液，得到沉淀；四、將步驟三得到的沉淀用20mL去離子水溶解，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置于透析袋中，用水透析，每隔池?fù)Q一次水，透析時(shí)間為60h ；六、將經(jīng)步驟五處理的溶膠在-80°C的條件下冷凍證，然后置于冷凍干燥機(jī)上凍干，得到部分氧化的海藻酸鈉；七、將步驟六得到的部分氧化的海藻酸鈉溶解至生理鹽水中，配制備成溶度為20% (質(zhì)量)的溶液，得到海藻酸鈉組分；八、用生理鹽水做溶劑，將明膠配制成濃度為20% (質(zhì)量)的溶液， 得到蛋白膠組分；使用時(shí)，按步驟七得到的海藻酸鈉組分與蛋白膠組分的體積比為1 1的比例，將海藻酸鈉組分經(jīng)率菌器除菌后與蛋白膠組分混合均勻，得到用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實(shí)施方式的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵交聯(lián)而形成的水凝膠，具有更強(qiáng)的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，海藻酸鈉經(jīng)步驟二的適度氧化，使海藻酸鈉不但保留了海藻酸鈉良好的生物相容性，而且改善了其降解性。由于部分氧化的海藻酸鈉具有更高生物相容性和可降解性，使得該可注射水凝膠具有更佳的修復(fù)結(jié)果。本實(shí)施方式的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，當(dāng)海藻酸鈉組分與膠組分混合后計(jì)時(shí)，測(cè)定用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的存儲(chǔ)模量與損耗模量隨時(shí)間的變化曲線，如圖1所示，其中a為材料的存儲(chǔ)模量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線，b材料的損耗模量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線，從圖1可以看出，材料的存儲(chǔ)模量與損耗模量隨時(shí)間增長(zhǎng)而增大，混合后的0 30分鐘內(nèi)，損耗模量大于存儲(chǔ)模量，在這一時(shí)間段內(nèi)，材料為液態(tài)，混合后的30分鐘之后，存儲(chǔ)模量大于損耗模量，材料發(fā)生凝固。凝固后的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的掃描電鏡照片(SEM)如圖2所示，從圖2可以看出，凝固后的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料由相互連通的孔徑結(jié)構(gòu)組成，這種結(jié)構(gòu)利于細(xì)胞的遷移。采用由哈爾濱醫(yī)科實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供的體重約250g的健康雄性Wistar大鼠做為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，用3%戊巴比妥鈉(30mg/kg)腹腔麻醉后，連接小動(dòng)物呼吸機(jī)(80次/分)和心電監(jiān)控。沿胸骨左側(cè)逐層開胸，暴露心臟，以無(wú)菌濕棉球向下壓迫左肺以保護(hù)肺臟。剪開心包，用無(wú)菌棉簽推開心耳，充分暴露心臟，于冠狀動(dòng)脈前降支(肺動(dòng)脈圓錐左緣和左心耳連線中點(diǎn)與心尖的連線為其解剖標(biāo)志)上三分之一處，以2mm深度用6號(hào)絲線縫扎，造成大面積心肌梗死，心梗位置主要位于心尖，結(jié)扎后左室壁變蒼白，室壁運(yùn)動(dòng)減弱，心電監(jiān)護(hù)，如果心電圖的II、m、aVF導(dǎo)聯(lián)的ST段明顯抬高，證明心肌梗死動(dòng)物模型建立成功。一只心肌梗死動(dòng)物模型建立成功的大鼠的手術(shù)前的心電圖如圖3所示，手術(shù)后的心電圖如圖4所示，圖 3與圖4相比較可知，結(jié)扎后肢體導(dǎo)聯(lián)S-T段上抬，R波振幅升高，表明心肌梗死模型制作成功。心肌梗死模型制作成功的60只wistar雄性大鼠隨機(jī)分為2組，一組水凝膠注射組(n = 30)，另一組為鹽水對(duì)照組(n = 30)。(1)水凝膠注射組將本實(shí)施方式制備的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，經(jīng)心外膜分5點(diǎn)(每點(diǎn)20 μ L)注射到左室壁蒼白和運(yùn)動(dòng)減弱區(qū)，注射后未見心律失常和栓塞形成。( 鹽水對(duì)照組用與水凝膠注射組同樣方法注射100 μ L無(wú)菌生理鹽水。然后逐層縫合胸壁，關(guān)閉胸腔，并用青霉素 G(10萬(wàn)IU/d)肌注3天預(yù)防感染。術(shù)后水凝膠注射組大鼠成活數(shù)量為25只，鹽水對(duì)照組大鼠成活數(shù)量為20只。分別在術(shù)后2周、4周、6周做超聲檢測(cè)，將鹽水對(duì)照組和水凝膠注射組的大鼠心功能情況進(jìn)行對(duì)比，心功能包括梗死區(qū)心肌室壁厚度(wall thickness)、左心室射血分?jǐn)?shù)(EF% )。大鼠的梗死區(qū)心肌室壁厚度隨術(shù)后時(shí)間的變化情況如圖5所示，其中■為鹽水對(duì)照組的大鼠的梗死區(qū)心肌室壁厚度隨術(shù)后時(shí)間的變化情況，O為水凝膠注射組的大鼠的梗死區(qū)心肌室壁厚度隨術(shù)后時(shí)間的變化情況，橫作標(biāo)的術(shù)后0周表示大鼠正常生理狀態(tài)下的心肌室壁厚度。從圖5可以看出，海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠顯著增加心肌室壁厚度，術(shù)后2周水凝膠注射組大鼠的心肌室壁厚度的T檢驗(yàn)的ρ < 0. 05，術(shù)后6周水凝膠注射組大鼠的心肌室壁厚度的T檢驗(yàn)的ρ < 0. 01。大鼠的左心室射血分?jǐn)?shù)隨術(shù)后時(shí)間的變化情況如圖6所示，其中·為鹽水對(duì)照組的大鼠的左心室射血分?jǐn)?shù)隨術(shù)后時(shí)間的變化情況，□為水凝膠注射組的大鼠的左心室射血分?jǐn)?shù)隨術(shù)后時(shí)間的變化情況，橫作標(biāo)的術(shù)后0周表示大鼠正常生理狀態(tài)下的心肌室壁厚度。從圖6可以看出，大鼠的在手術(shù)前心臟的射血分?jǐn)?shù)在86士5，術(shù)后2周鹽水對(duì)照組的大鼠在出現(xiàn)心肌梗死后心肌功能明顯下降，術(shù)后4周和6周的射血分?jǐn)?shù)分別為37士7和38士9， 說(shuō)明心肌功能持續(xù)下降，4周到6周的心肌功能沒(méi)有明顯下降。相對(duì)手術(shù)前，水凝膠注射組大鼠在心梗手術(shù)后心肌功能也出現(xiàn)明顯的下降，但射血分?jǐn)?shù)在檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)顯著高于鹽水對(duì)照組(P < 0. 05)，說(shuō)明水凝膠材料顯著提高了心肌梗死后的心肌功能。術(shù)后2周、4周和 6周的水凝膠注射組大鼠的左心室射血分?jǐn)?shù)的T檢驗(yàn)的ρ < 0. 05。6周后采用靜脈注射氯化鉀的溶液使大鼠心臟停跳并處于舒張期，收取心臟，鹽水沖洗后4%多聚甲醛固定，石蠟包埋、做組織切片，左心室從心底部開始每隔約2mm平均切為5片，做HE染色組織切片鑒定和⑶31免疫熒光檢測(cè)梗死區(qū)血管再生的情況。按下式計(jì)算左室膨大指數(shù)
梗死區(qū)室壁厚度/室間隔厚度
左室膨大指數(shù)=-
左室腔面積/左室面積左室膨大指數(shù)代表左室重構(gòu)的程度，指標(biāo)越大，重構(gòu)越嚴(yán)重，鹽水對(duì)照組的大鼠的左室膨大指數(shù)均值為1. 51，而水凝膠注射組大鼠的左室膨大指數(shù)均值為0. 78，T檢驗(yàn)ρ
<0. 05，計(jì)算表明，實(shí)施方式的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠顯著抑制左室重構(gòu)。圖7是鹽水對(duì)照組的大鼠的心肌梗死區(qū)血管再生的熒光顯微照片，圖8是水凝膠注射組大鼠的心肌梗死區(qū)血管再生的熒光顯微照片，從圖7可以計(jì)算出，鹽水對(duì)照組的大鼠的心肌梗死區(qū)每平方毫米的血管數(shù)目為90 130根，從圖8可以計(jì)算出水凝膠注射組大鼠的心肌梗死區(qū)每平方毫米的血管數(shù)目為160 175根，由此可知，本實(shí)施方式的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的植入刺激更多的血管再生。本實(shí)施方式的水凝膠注射組大鼠的室壁瘢痕厚度在2周(ρ < 0. 05)和6周(ρ
<0. 01)顯著高于鹽水對(duì)照組；左室短軸縮短率在2周(P < 0. 05)、4周(P < 0. 01)和6 周(P < 0. 05)均顯著高于對(duì)照組；材料組在術(shù)后6周的左室膨脹指數(shù)顯著低于對(duì)照組(ρ
<0. 05)。以上數(shù)據(jù)充分說(shuō)明，水凝膠抑制了心肌梗死后的左室重構(gòu)，并提高了左室功能。本實(shí)施方式制備的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的復(fù)合模量為2. 57X IO5Pa,體內(nèi)完全降解的時(shí)間為6 8周。本實(shí)施方式將用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經(jīng)注射器注射入梗死的心肌部位，部分氧化的海藻酸鈉便可與明膠或膠原發(fā)生化學(xué)交聯(lián)形成不溶于水的凝膠，用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實(shí)施方式用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過(guò)共價(jià)化學(xué)鍵交聯(lián)而形成的水凝膠，具有更強(qiáng)的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，海藻酸鈉經(jīng)步驟二的適度氧化，使海藻酸鈉不但保留了海藻酸鈉良好的生物相容性，而且改善了其降解性。由于部分氧化的海藻酸鈉具有更高生物相容性和可降解性，使得該可注射水凝膠具有更佳的修復(fù)結(jié)果，通過(guò)對(duì)細(xì)胞的存留、遷移和新血管形成提供基質(zhì)從而較易修復(fù)梗死后心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過(guò)左室造影，與鹽水對(duì)照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分?jǐn)?shù)也明顯增加，表明心功能有明顯改善。
權(quán)利要求
1.用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特征在于用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料是由海藻酸鈉組分與蛋白膠組分按體積比為 1 0.5 3的比例混合制成的；其中的蛋白膠組分是用明膠或膠原配制成濃度為 30% (質(zhì)量)的溶液，海藻酸鈉組分是將部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中制成的溶度為5% 60% (質(zhì)量)的溶液，部分氧化的海藻酸鈉是由按質(zhì)量份數(shù)比為1份粘度為 5mPa · s 15mPa · s的海藻酸鈉、0. 05 1份的高碘酸鈉和2 2. 5份的氯化鈉和按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1. 5mL 1. 8mL的乙二醇、按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 40mL 45mL的乙醇制成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特征在于用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料是由海藻酸鈉組分與蛋白膠組分按體積比為1 1 2. 8的比例混合制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特征在于蛋白膠組分是用明膠或膠原配制成濃度為2% 觀％ (質(zhì)量)的溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特征在于海藻酸鈉組分是將部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中制成的溶度為10% 50% (質(zhì)量)的溶液。
5.如權(quán)利要求1所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法，其特征在于用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份粘度為5mPa 15mPa 的海藻酸鈉、0. 05 1份的高碘酸鈉和2 2. 5份的氯化鈉，再按海藻酸鈉與乙二醇的質(zhì)量體積比為Ig 1.5mL 1.8mL的比例量取乙二醇，按海藻酸鈉與乙醇的質(zhì)量體積比為Ig 40mL 45mL的比例量取乙醇；二、將步驟一稱取的海藻酸鈉放入容器中，然后按海藻酸鈉的濃度為1. 5% 10% (質(zhì)量)將水加入容器中，然后將容器置于搖床上，在溫度為;TC 4°C的避光條件下振蕩 2h 9h，得到部分氧化的海藻酸鈉溶液；三、將步驟一量取的乙二醇加入到步驟二所述的容器中，然后將容器置于搖床上，在溫度為15°C 30°C的條件下振蕩Ih 濁，再將步驟一稱取的氯化鈉加入到容器中，置于搖床上振蕩使氯化鈉溶解，然后再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過(guò)濾除去濾液，得到沉淀；四、將步驟三得到的沉淀溶解于等體積去離子水中，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置于透析袋中，用水透析，每隔Ih 池?fù)Q一次水，透析時(shí)間為4 72h ；六、將經(jīng)步驟五處理的溶膠在_80°C _85°C的條件下冷凍 3h 他，然后置于冷凍干燥機(jī)上凍干，得到部分氧化的海藻酸鈉；七、將步驟六得到的部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中，配制備成溶度為5% 60% (質(zhì)量)的溶液，得到海藻酸鈉組分；八、用與步驟七所述的溶劑相同的溶劑，將明膠或膠原配制成濃度為 30% (質(zhì)量)的溶液，得到蛋白膠組分；使用時(shí)，按步驟七得到的海藻酸鈉組分與蛋白膠組分的體積比為1 0.5 3的比例將海藻酸鈉組分與蛋白膠組分混合均勻，得到用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法，其特征在于步驟二中將容器置于搖床上，在溫度為3°C 6°C的避光條件下振蕩 3h 》1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法，其特征在于步驟三將乙二醇加入到容器中后，將容器置于搖床上，在溫度為 16°C 的條件下振蕩1. Ih 1. 8h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法，其特征在于步驟五中透析時(shí)，每隔1. 2h 2. 8h換一次水，透析時(shí)間為50h 70h。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法，其特征在于步驟六中溶膠在_81°C _84°C的條件下冷凍3. 5h 5.證。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的制備方法，其特征在于步驟八中使用時(shí)，按海藻酸鈉組分與蛋白膠組分的體積比為 1 1 2. 5的比例將海藻酸鈉組分與蛋白膠組分混合均勻。
全文摘要
用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料及其制備方法，本發(fā)明涉及可注射水凝膠及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的用鈣離子交聯(lián)的可注射水凝膠的與生物體相容性差和力學(xué)性能差的技術(shù)問(wèn)題。用于治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料由海藻酸鈉組分與蛋白膠組分混合制成的；方法將海藻酸鈉加入水中于搖床上避光振蕩，得到部分氧化的海藻酸鈉溶液；將乙二醇加入該溶液置于搖床振蕩，再加入氯化鈉振蕩，使其溶解得到沉淀，將沉淀溶于水中得溶膠，再經(jīng)透析、凍干后得到部分氧化的海藻酸鈉，然后配制成溶液得到海藻酸鈉組分，用明膠或膠原配制溶液得到蛋白膠組分，使用時(shí)海藻酸鈉組分與蛋白膠組分混合即可?？捎糜谥委熜募」Ｋ?。
文檔編號(hào)A61L27/20GK102178984SQ201110103709
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者房蕊, 李鈺, 田維明, 鄭紅霞 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)