用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料及其製備方法

2023-10-07 10:58:44

專利名稱：用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及可注射水凝膠及其製備方法。
背景技術：
心肌梗死和引起的心臟衰竭是工業化國家人類死亡的主要原因，在美國每年有60 多萬患者，在中國每年死於心肌梗死及其併發症的人數已超過100萬，全國約有4000萬冠心病患者，每小時約有260例患者死於心腦血管疾病。其中慢性心力衰竭和心肌梗死而導致的死亡佔心血管死亡的50%以上，心肌梗死已引起人們的高度關注。當心血管發生堵塞後，心肌遭到不可逆的損傷而無法再生，其結果是心肌梗死區的心肌細胞死亡，成纖維細胞增生形成瘢痕組織，隨著病程的發展，最終會導致心力衰竭。 在心力衰竭的終末期只有心臟移植是有效的治療手段，然而由於心臟供體的嚴重不足和免疫排斥的反應以及高昂的費用使得臨床應用十分有限。最近的研究顯示，帶有或不帶有細胞的水凝膠直接注入到心肌梗死的動物心臟的梗死區可抑制梗死後心室重構，改善心功能。原位植入水凝膠改善心肌功能的可能機制包括(1)代替損害的ECM，保護梗死及周邊區的細胞及心肌組織不被降解，從而抑制梗死擴展，延緩或阻止心室重構；( 改善心肌局部微環境，促進心肌再生和血管生成；C3)增加室壁厚度，穩定心室大小，減小室壁壓力；重塑左室幾何形狀，防止室壁瘤形成。原位心肌組織工程的水凝膠性在注射前保持液體流動狀態，並注射後很快凝固成為類固體水凝膠。現在使用的鈣離子交聯的海藻酸鈉凝膠具有以下缺點1.天然的海藻酸高分子缺乏細胞粘附位點，不利於細胞的粘附。2.在體內由於沒有相關的酶可以降解海藻酸鈉，海藻酸鈉凝膠中的鈣離子被生理條件下存在的鈉離子和鉀離子替換，導致凝膠的結構鬆散，雖然海藻酸鈉可以溶解，但是分子量較高(大於 48KD)的海藻酸鈉無法通過腎臟排出體外，而是隨血液流動全身分布。因此，鈣離子交聯的海藻酸鈉凝膠的降解不是一個不受調控的過程，而且無法完全排出體外。3.鈣離子交聯的凝膠的另一個缺點是與共價交聯的凝膠相比力學性能較差，修復心肌梗死的效果不夠明顯。因此用鈣離子交聯的可注射水凝膠，與生物體的相容性差，而且由於鈣離子交聯的原因而造成力學性能差。

發明內容
本發明是要解決現有的用於治療心肌梗死的用鈣離子交聯的可注射水凝膠的與生物體相容性差和力學性能差的技術問題，而提供用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料及其製備方法。本發明的用於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的比例混合製成的；其中的蛋白膠組分是用明膠或膠原配製成濃度為 30% (質量)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製成的溶度為5% 60% (質量)的溶液，部分氧化的海藻酸鈉是由按質量份數比為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量體積比為Ig 1.5mL 1.8mL的乙二醇、按海藻酸鈉與乙醇的質量體積比為Ig 40mL 45mL的乙醇製成的。上述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數比稱取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，然後按海藻酸鈉的濃度為1. 5% 10% (質量)將水加入容器中，然後將容器置於搖床上，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，然後將容器置於搖床上，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，置於搖床上振蕩使氯化鈉溶解，然後再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過濾除去濾液，得到沉澱；四、將步驟三得到的沉澱溶解於等體積的去離子水中，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置於透析袋中，用水透析，每隔Ih 池換一次水，透析時間為4 72h ；六、將經步驟五處理的溶膠在_80°C _85°C的條件下冷凍池 他，然後置於冷凍乾燥機上凍幹，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，配製備成溶度為5% 60% (質量)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，將明膠或膠原配製成濃度為 30% (質量)的溶液，得到蛋白膠組分；使用時，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，得到用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本發明將用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經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生化學交聯形成不溶於水的凝膠。本發明用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過共價化學鍵交聯而形成的水凝膠，具有更強的力學性能和化學穩定性，海藻酸鈉經步驟二的適度氧化，使海藻酸鈉不但保留了海藻酸鈉良好的生物相容性，6-8周在體內的降解。由於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結果，通過對細胞的存留、遷移和新血管形成提供基質從而較易修復梗死後心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過左室造影，與鹽水對照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分數也明顯增加，表明心功能有明顯改善。本發明的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料可用於治療心肌梗死。


圖1是具體實施方式
二十九製備的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的存儲模量與損耗模量隨時間的變化曲線圖，圖中a為材料的存儲模量隨時間的變化關係曲線，b材料的損耗模量隨時間的變化關係曲線；圖2是具體實施方式
二十九製備的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料凝固後的掃描電鏡照片；圖3是具體實施方式
二十九的心肌梗死動物模型建立成功的大鼠的手術前的心電圖；圖4是具體實施方式
二十九的心肌梗死動物模型建立成功的大鼠的手術後的心電圖；圖5是具體實施方式
二十九的大鼠的梗死區心肌室壁厚度隨術後時間的變化情況圖，其中·為鹽水對照組的大鼠的梗死區心肌室壁厚度隨術後時間的變化情況，O為水凝膠注射組的大鼠的梗死區心肌室壁厚度隨術後時間的變化情況；圖6是具體實施方式
二十九的大鼠的左心室射血分數隨術後時間的變化情況圖，其中■為鹽水對照組的大鼠的左心室射血分數隨術後時間的變化情況，□為水凝膠注射組的大鼠的左心室射血分數隨術後時間的變化情況；圖7是具體實施方式
二十九的鹽水對照組的大鼠的心肌梗死區血管再生的螢光顯微照片；圖8是具體實施方式
二十九的水凝膠注射組大鼠的心肌梗死區血管再生的螢光顯微照片。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式的用於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的比例混合製成的；其中的蛋白膠組分是用明膠或膠原配製成濃度為 30% (質量)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製成的溶度為5% 60% (質量)的溶液，部分氧化的海藻酸鈉是由按質量份數比為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量體積比為Ig 1. 5mL 1.8mL的乙二醇、按海藻酸鈉與乙醇的質量體積比為Ig 40mL 45mL的乙醇製成的。本實施方式將用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經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生化學交聯形成不溶於水的凝膠，用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實施方式用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過共價化學鍵交聯而形成的水凝膠，具有更強的力學性能和化學穩定性，海藻酸鈉經步驟二的適度氧化，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。由於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結果，通過對細胞的存留、遷移和新血管形成提供基質從而較易修復梗死後心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過左室造影，與鹽水對照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分數也明顯增加，表明心功能有明顯改善。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是用於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的比例混合製成的。其他與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是用於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的比例混合製成的。其他與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是蛋白膠組分是用明膠或膠原配製成濃度為2% 觀％ (質量)的溶液。其他與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是蛋白膠組分是用明膠或膠原配製成濃度為20% (質量)的溶液。其他與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
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製成的溶度為10% 50% (質量)的溶液。其他與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
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製成的溶度為30% (質量)的溶液。其他與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是部分氧化的海藻酸鈉是由按質量份數比為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量體積比為Ig 41mL 44mL的乙醇製成的。其他與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是部分氧化的海藻酸鈉是由按質量份數比為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量體積比為Ig 1.65mL的乙二醇與按海藻酸鈉與乙醇的質量體積比為Ig 42mL的乙醇製成的。其他與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數比稱取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，然後按海藻酸鈉的濃度為1.5% 10% (質量)將水加入容器中，然後將容器置於搖床上，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，然後將容器置於搖床上，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，置於搖床上振蕩使氯化鈉溶解， 然後再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過濾除去濾液，得到沉澱；四、將步驟三得到的沉澱溶解於等體積去離子水中，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置於透析袋中，用水透析，每隔Ih 池換一次水，透析時間為4 72h ；六、將經步驟五處理的溶膠在-80°C _85°C的條件下冷凍池 他，然後置於冷凍乾燥機上凍幹，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，配製備成溶度為5% 60% (質量)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，將明膠或膠原配製成濃度為 30% (質量)的溶液，得到蛋白膠組分；使用時，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，得到用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實施方式將用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經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生化學交聯形成不溶於水的凝膠，用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實施方式用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過共價化學鍵交聯而形成的水凝膠，具有更強的力學性能和化學穩定性，海藻酸鈉經步驟二的適度氧化，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。由於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結果，通過對細胞的存留、遷移和新血管形成提供基質從而較易修復梗死後心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過左室造影，與鹽水對照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分數也明顯增加，表明心功能有明顯改善。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
九不同的是步驟一中按質量份數比稱取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量體積比為Ig 41mL 44mL的比例量取乙醇。其他與具體實施方式
九相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
九不同的是步驟一中按質量份數比稱取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量體積比為Ig 43mL的比例量取乙醇。其他與具體實施方式
九相同。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
九至十一之一不同的是步驟二中海藻酸鈉的濃度為2% 8% (質量)。其他與具體實施方式
九至十一之一相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
九至十一之一不同的是步驟二中海藻酸鈉的濃度為5% (質量)。其他與具體實施方式
九至十一之一相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
九至十三之一不同的是步驟二中將容器置於搖床上，在溫度為3V 6°C的避光條件下振蕩池 他。其他與具體實施方式
九至十三之一相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
九至十三之一不同的是步驟二中將容器置於搖床上，在溫度為4°C的避光條件下振蕩證。其他與具體實施方式
九至十三之一相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
九至十五之一不同的是步驟三將乙二醇加入到容器中後，將容器置於搖床上，在溫度為16°C 的條件下振蕩1. Ih 1.他。其他與具體實施方式
九至十五之一相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
九至十五之一不同的是步驟三將乙二醇加入到容器中後，將容器置於搖床上，在溫度為20°C的條件下振蕩1.證。其他與具體實施方式
九至十五之一相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
九至十七之一不同的是步驟五中透析時，每隔1. 2h 2. 8h換一次水，透析時間為50h 70h。其他與具體實施方式
九至十七之一相同。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
九至十七之一不同的是步驟五中透析時，每隔池換一次水，透析時間為eoh。其他與具體實施方式
九至十七之一相同。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
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。其他與具體實施方式
九至十九之一相同。
具體實施方式
二十一本實施方式與具體實施方式
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。其他與具體實施方式
九至十九之一相同。
具體實施方式
二十二 本實施方式與具體實施方式
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，配製備成溶度為5% 60% (質量)的溶液。其他與具體實施方式
九至二十一之一相同。
具體實施方式
二十三本實施方式與具體實施方式
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，配製備成溶度為20% (質量)的溶液。其他與具體實施方式
九至二十一之一相同。
具體實施方式
二十四本實施方式與具體實施方式
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的磷酸鹽緩衝溶液。其他與具體實施方式
九至二十三之一相同。
具體實施方式
二十五本實施方式與具體實施方式
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% (質量)的溶液。其他與具體實施方式
九至二十四之一相同。
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
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% (質量)的溶液。其他與具體實施方式
九至二十四之一相同。
具體實施方式
二十七本實施方式與具體實施方式
九至二十六之一不同的是步驟八中使用時，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。其他與具體實施方式
九至二十六之一相同。
具體實施方式
二十八本實施方式與具體實施方式
九至二十六之一不同的是步驟八中使用時，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。其他與具體實施方式
九至二十六之一相同。
具體實施方式
二十九本實施方式的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量百分比稱取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於IOmL去離子水中得到濃度為2. 5%藻酸鈉溶液，然後加入步驟一稱取的高碘酸鈉，置於搖床上，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，然後將容器置於搖床上， 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，置於搖床上振蕩使氯化鈉溶解，然後再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過濾除去濾液，得到沉澱；四、將步驟三得到的沉澱用20mL去離子水溶解，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置於透析袋中，用水透析，每隔池換一次水，透析時間為60h ；六、將經步驟五處理的溶膠在-80°C的條件下冷凍證，然後置於冷凍乾燥機上凍幹，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，配製備成溶度為20% (質量)的溶液，得到海藻酸鈉組分；八、用生理鹽水做溶劑，將明膠配製成濃度為20% (質量)的溶液， 得到蛋白膠組分；使用時，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，將海藻酸鈉組分經率菌器除菌後與蛋白膠組分混合均勻，得到用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實施方式的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過共價化學鍵交聯而形成的水凝膠，具有更強的力學性能和化學穩定性，海藻酸鈉經步驟二的適度氧化，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。由於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結果。本實施方式的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，當海藻酸鈉組分與膠組分混合後計時，測定用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的存儲模量與損耗模量隨時間的變化曲線，如圖1所示，其中a為材料的存儲模量隨時間的變化關係曲線，b材料的損耗模量隨時間的變化關係曲線，從圖1可以看出，材料的存儲模量與損耗模量隨時間增長而增大，混合後的0 30分鐘內，損耗模量大於存儲模量，在這一時間段內，材料為液態，混合後的30分鐘之後，存儲模量大於損耗模量，材料發生凝固。凝固後的用於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，凝固後的用於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構組成，這種結構利於細胞的遷移。採用由哈爾濱醫科實驗動物中心提供的體重約250g的健康雄性Wistar大鼠做為實驗對象，用3%戊巴比妥鈉(30mg/kg)腹腔麻醉後，連接小動物呼吸機(80次/分)和心電監控。沿胸骨左側逐層開胸，暴露心臟，以無菌溼棉球向下壓迫左肺以保護肺臟。剪開心包，用無菌棉籤推開心耳，充分暴露心臟，於冠狀動脈前降支(肺動脈圓錐左緣和左心耳連線中點與心尖的連線為其解剖標誌)上三分之一處，以2mm深度用6號絲線縫扎，造成大面積心肌梗死，心梗位置主要位於心尖，結紮後左室壁變蒼白，室壁運動減弱，心電監護，如果心電圖的II、m、aVF導聯的ST段明顯抬高，證明心肌梗死動物模型建立成功。一隻心肌梗死動物模型建立成功的大鼠的手術前的心電圖如圖3所示，手術後的心電圖如圖4所示，圖 3與圖4相比較可知，結紮後肢體導聯S-T段上抬，R波振幅升高，表明心肌梗死模型製作成功。心肌梗死模型製作成功的60隻wistar雄性大鼠隨機分為2組，一組水凝膠注射組(n = 30)，另一組為鹽水對照組(n = 30)。(1)水凝膠注射組將本實施方式製備的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，經心外膜分5點(每點20 μ L)注射到左室壁蒼白和運動減弱區，注射後未見心律失常和栓塞形成。( 鹽水對照組用與水凝膠注射組同樣方法注射100 μ L無菌生理鹽水。然後逐層縫合胸壁，關閉胸腔，並用青黴素 G(10萬IU/d)肌注3天預防感染。術後水凝膠注射組大鼠成活數量為25隻，鹽水對照組大鼠成活數量為20隻。分別在術後2周、4周、6周做超聲檢測，將鹽水對照組和水凝膠注射組的大鼠心功能情況進行對比，心功能包括梗死區心肌室壁厚度(wall thickness)、左心室射血分數(EF% )。大鼠的梗死區心肌室壁厚度隨術後時間的變化情況如圖5所示，其中■為鹽水對照組的大鼠的梗死區心肌室壁厚度隨術後時間的變化情況，O為水凝膠注射組的大鼠的梗死區心肌室壁厚度隨術後時間的變化情況，橫作標的術後0周表示大鼠正常生理狀態下的心肌室壁厚度。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，術後2周水凝膠注射組大鼠的心肌室壁厚度的T檢驗的ρ < 0. 05，術後6周水凝膠注射組大鼠的心肌室壁厚度的T檢驗的ρ < 0. 01。大鼠的左心室射血分數隨術後時間的變化情況如圖6所示，其中·為鹽水對照組的大鼠的左心室射血分數隨術後時間的變化情況，□為水凝膠注射組的大鼠的左心室射血分數隨術後時間的變化情況，橫作標的術後0周表示大鼠正常生理狀態下的心肌室壁厚度。從圖6可以看出，大鼠的在手術前心臟的射血分數在86士5，術後2周鹽水對照組的大鼠在出現心肌梗死後心肌功能明顯下降，術後4周和6周的射血分數分別為37士7和38士9， 說明心肌功能持續下降，4周到6周的心肌功能沒有明顯下降。相對手術前，水凝膠注射組大鼠在心梗手術後心肌功能也出現明顯的下降，但射血分數在檢測的時間點顯著高於鹽水對照組(P < 0. 05)，說明水凝膠材料顯著提高了心肌梗死後的心肌功能。術後2周、4周和 6周的水凝膠注射組大鼠的左心室射血分數的T檢驗的ρ < 0. 05。6周後採用靜脈注射氯化鉀的溶液使大鼠心臟停跳並處於舒張期，收取心臟，鹽水衝洗後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染色組織切片鑑定和⑶31免疫螢光檢測梗死區血管再生的情況。按下式計算左室膨大指數
梗死區室壁厚度/室間隔厚度
左室膨大指數=-
左室腔面積/左室面積左室膨大指數代表左室重構的程度，指標越大，重構越嚴重，鹽水對照組的大鼠的左室膨大指數均值為1. 51，而水凝膠注射組大鼠的左室膨大指數均值為0. 78，T檢驗ρ
<0. 05，計算表明，實施方式的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠顯著抑制左室重構。圖7是鹽水對照組的大鼠的心肌梗死區血管再生的螢光顯微照片，圖8是水凝膠注射組大鼠的心肌梗死區血管再生的螢光顯微照片，從圖7可以計算出，鹽水對照組的大鼠的心肌梗死區每平方毫米的血管數目為90 130根，從圖8可以計算出水凝膠注射組大鼠的心肌梗死區每平方毫米的血管數目為160 175根，由此可知，本實施方式的用於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)顯著高於鹽水對照組；左室短軸縮短率在2周(P < 0. 05)、4周(P < 0. 01)和6 周(P < 0. 05)均顯著高於對照組；材料組在術後6周的左室膨脹指數顯著低於對照組(ρ
<0. 05)。以上數據充分說明，水凝膠抑制了心肌梗死後的左室重構，並提高了左室功能。本實施方式製備的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的複合模量為2. 57X IO5Pa,體內完全降解的時間為6 8周。本實施方式將用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料經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生化學交聯形成不溶於水的凝膠，用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。本實施方式用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，通過共價化學鍵交聯而形成的水凝膠，具有更強的力學性能和化學穩定性，海藻酸鈉經步驟二的適度氧化，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。由於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結果，通過對細胞的存留、遷移和新血管形成提供基質從而較易修復梗死後心肌。相比可明顯的提高瘢痕的厚度。通過左室造影，與鹽水對照組相比，每搏輸出量明顯增加、左室射血分數也明顯增加，表明心功能有明顯改善。
權利要求
1.用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特徵在於用於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的比例混合製成的；其中的蛋白膠組分是用明膠或膠原配製成濃度為 30% (質量)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製成的溶度為5% 60% (質量)的溶液，部分氧化的海藻酸鈉是由按質量份數比為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量體積比為Ig 1. 5mL 1. 8mL的乙二醇、按海藻酸鈉與乙醇的質量體積比為Ig 40mL 45mL的乙醇製成的。
2.根據權利要求1所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特徵在於用於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的比例混合製成的。
3.根據權利要求1或2所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特徵在於蛋白膠組分是用明膠或膠原配製成濃度為2% 觀％ (質量)的溶液。
4.根據權利要求1或2所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料，其特徵在於海藻酸鈉組分是將部分氧化的海藻酸鈉溶解至溶劑中製成的溶度為10% 50% (質量)的溶液。
5.如權利要求1所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法，其特徵在於用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法按以下步驟進行一、按質量份數比稱取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，然後按海藻酸鈉的濃度為1. 5% 10% (質量)將水加入容器中，然後將容器置於搖床上，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，然後將容器置於搖床上，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，置於搖床上振蕩使氯化鈉溶解，然後再將步驟一量取的乙醇加入到容器中，攪拌均勻，過濾除去濾液，得到沉澱；四、將步驟三得到的沉澱溶解於等體積去離子水中，得到溶膠；五、將步驟四得到的溶膠置於透析袋中，用水透析，每隔Ih 池換一次水，透析時間為4 72h ；六、將經步驟五處理的溶膠在_80°C _85°C的條件下冷凍 3h 他，然後置於冷凍乾燥機上凍幹，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，配製備成溶度為5% 60% (質量)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，將明膠或膠原配製成濃度為 30% (質量)的溶液，得到蛋白膠組分；使用時，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，得到用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料。
6.根據權利要求5所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法，其特徵在於步驟二中將容器置於搖床上，在溫度為3°C 6°C的避光條件下振蕩 3h 》1。
7.根據權利要求5或6所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法，其特徵在於步驟三將乙二醇加入到容器中後，將容器置於搖床上，在溫度為 16°C 的條件下振蕩1. Ih 1. 8h。
8.根據權利要求5或6所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法，其特徵在於步驟五中透析時，每隔1. 2h 2. 8h換一次水，透析時間為50h 70h。
9.根據權利要求5或6所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法，其特徵在於步驟六中溶膠在_81°C _84°C的條件下冷凍3. 5h 5.證。
10.根據權利要求5或6所述的用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料的製備方法，其特徵在於步驟八中使用時，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
用於治療心肌梗死的海藻酸鈉-蛋白膠可注射凝膠材料及其製備方法，本發明涉及可注射水凝膠及其製備方法。本發明解決了現有的用鈣離子交聯的可注射水凝膠的與生物體相容性差和力學性能差的技術問題。用於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製成的；方法將海藻酸鈉加入水中於搖床上避光振蕩，得到部分氧化的海藻酸鈉溶液；將乙二醇加入該溶液置於搖床振蕩，再加入氯化鈉振蕩，使其溶解得到沉澱，將沉澱溶於水中得溶膠，再經透析、凍幹後得到部分氧化的海藻酸鈉，然後配製成溶液得到海藻酸鈉組分，用明膠或膠原配製溶液得到蛋白膠組分，使用時海藻酸鈉組分與蛋白膠組分混合即可。可用於治療心肌梗死。
文檔編號A61L27/20GK102178984SQ201110103709
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月25日 優先權日2011年4月25日
發明者房蕊, 李鈺, 田維明, 鄭紅霞 申請人:哈爾濱工業大學