[發明專利]一種導電膠原蛋白心臟補片的制備方法

在審

• 申請號: 201711044351.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107737376A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 黃建祥;許杉杉;孟慶怡
• 申請（專利權）人: 無錫中科光遠生物材料有限公司
• 主分類號: A61L27/44
• 分類號: A61L27/44;A61L27/52;A61L27/58
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙)32260
• 代理人: 張歡勇

技術領域

本發明涉及心臟植入材料技術領域，尤其涉及一種導電膠原蛋白心臟補片的制備方法。

背景技術

在全球范圍內，心血管疾病(CVD)，包括心肌梗塞(MI)，有著很高的發病率和死亡率，全球死亡率的31％可以直接歸因于CVD。心肌梗塞，心臟部分供血中斷導致細胞死亡和纖維化瘢痕組織的形成，是導致CVD并造成這些死亡的主要原因。心肌上的纖維化瘢痕組織的形成導致心室壁的減弱，并造成由膠原蛋白滑動和瘢痕變薄引起的心臟舒張容積的增加以及由新微心肌梗塞影響的位于鄰近瘢痕的心肌中的心肌細胞，該過程稱為心室重構，它造成了心室的幾何結構和形狀的顯著變化，并導致心臟舒張體積的進一步增加。因此，隨著心臟舒張體積的增加而導致更多的心室重構，導致舒張體積的進一步增加等等，惡性循環。

組織工程(TE)是支持和修復由心肌梗塞引起的心臟瘢痕組織的主要新興治療方法，裝有干細胞的材料組織工程是心肌梗塞治療的下一個進展，研發可以直接植入心肌梗塞的細胞支持支架是一個很有吸引力的解決方案。然而，心臟心室壁組織的組織工程需要具有特定性質的材料。這些材料應該通過組織工程基質將心臟跳動轉換成電信號，使得負載的細胞與活組織變得同步。組織工程基質還需要機械耐久和柔韌性，以在組織再生期間向心室壁提供機械支持，并且能夠承受心臟跳動期間的顯著地體積變化。近來，基于合成和天然聚合物的貼片式組織工程基質已經在制造技術和生物材料化學的進步中得到越來越多的研究關注。組織工程基質可以作為組織再生基質和用于藥物或生長因子的特異性遞送載體的雙重目的。

水凝膠，特別是膠原蛋白，是組織工程基質的理想材料，它們有好的生物相容性，遞送治療藥物的能力和柔韌性，在多方面得到了應用。由膠原蛋白制成的水凝膠是高度生物相容的材料，可以被塑造成一系列形狀并應用于心臟貼片。水凝膠的特征在于相對較低的韌性，這會導致在心臟跳動條件下的機械故障和差的電子傳導。

碳納米管(CNT)，是一種高機械強度和電子傳導性的添加劑，可以增強膠原蛋白水凝膠的強度及韌性，并使楊氏模量得到顯著地提高，用于摻入以顯著地提高作為心肌梗塞的組織工程基質的這些水凝膠的性能，從而改善其作為心臟修補材料的生存能力。向生物材料中添加導電碳，提供了聚合物基質機械增強和降低傳導滲透的關鍵優勢。碳納米管的加入對干細胞是無毒的，可支持活的、跳動的心臟細胞，為心臟的進一步發展提供了一條途徑。

因此，本領域需要開發一種機械強度高、電子傳導性強的導電膠原蛋白心臟補片，從而解決普通心臟修補材料使用過程中韌性和電子傳導差等的局限性。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種導電膠原蛋白心臟補片的制備方法，該方法制備的心臟補片，機械強度高、電子傳導性強，從而解決了普通心臟修補材料使用過程中韌性和電子傳導差等的局限性。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：一種導電膠原蛋白心臟補片的制備方法，其特征在于：其制備步驟包括碳納米管分散液的制備，膠原蛋白交聯及補片的制備；

所述碳納米管分散液的制備按照如下方法進行

s1，將碳納米管加入至超純水中，配制得到碳納米管超純水溶液；

s2，將殼聚糖溶液加入至碳納米管超純水溶液中，混合均勻后在400W聲波喇叭40％強度下超聲處理1-5h，得到碳納米管分散液；

所述膠原蛋白交聯按照如下方法實現：

s3，將膠原蛋白加入至醋酸中，室溫攪拌2-5h直至完全溶解得到膠原蛋白溶液；

s4，將碳納米管分散液和膠原蛋白溶液加入至氫氧化鈉溶液中，攪拌至徹底混合，得到膠原-碳納米管水凝膠；

s5，將1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺溶液加入到膠原-碳納米管水凝膠，快速混合交聯反應得到膠原蛋白交聯液

所述補片的制備按照如下步驟實現：

s6，將膠原蛋白交聯液分配至模具中，并在室溫下固化10-20h，然后在37℃培養箱中固化5-10h,得到帶模具的樣品；

s7，將帶模具的樣品浸入磷酸鹽緩沖液中5-15min，去除模具，得到最終樣品-導電膠原蛋白心臟補片，將導電膠原蛋白心臟補片放入磷酸鹽緩沖液中，在4℃條件下儲存。

所述s1中的碳納米管的濃度為0.2-3.5(重量/體積)，其中重量/體積(W/V)以單位克/升(g/L)計。

所述s1中的碳納米管采用單壁碳納米管。

所述s2中的殼聚糖采用天然高分子殼聚糖，重均分子量為15-30萬。