[发明专利]一种缓释心肌补片材料及其应用

说明书

本发明提供一种缓释心肌补片材料，采用明胶作为基底物质，通过添加结冷胶，氧化石墨烯，多巴胺，甲基丙烯酸酐，不仅提高的组合物的导电性，械延展性，更重要的是通过加入伊桐苷和Fmoc‑FF并摸索不同物质的配比和制备工艺，获得一种可以在体内缓慢释放自由基清除物质的心肌补片材料，能更好的恢复心肌梗死部位活性的心肌补片复合材料，具有良好的市场前景和社会公益价值。

技术领域

本发明属于生物医药和医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种缓释心肌补片材料及其应用。

背景技术

缺血性心脏病作为我国主要健康问题之一，给我国及世界其他国家带来了沉重的经济负担。心肌细胞是一种终末分化的细胞，坏死后难以再生。尽管目前的药物，介入以及外科手术治疗缺血性心脏病可以有效的改善心肌供血，挽救濒死心肌，可是对于已经造成死亡的无功能心肌并没有修复作用。大面积的心肌死亡可引起的严重的心律失常、心衰以及心肌骤停。对于晚期心脏病的治疗，目前较为有效的方法是心肌移植。但是心肌移植的供体数量少，强烈的免疫排斥反应等因素增加了医疗成本并导致很难在临床上大范围应用。

干细胞或心肌细胞的植入作为一种细胞治疗手段，为治疗心肌梗塞提供了一种极具潜力的解决方案，而干细胞植入作为一种细胞治疗手段，为治疗心肌梗塞提供了一种极具潜力的解决方案。目前已经有很多临床研究充分证实干细胞植入可以改善心梗患者的心肌功能。但是干细胞或心肌细胞的植入治疗最大的瓶颈在于细胞植入后容易大量流失，无法聚集在治疗靶点，而且长期存活率非常低，这些都严重影响临床疗效。为了解决这个问题，科研人员设想将干细胞与某种生物材料复合后，再植入到心肌梗死的部位或者固定到心肌梗死区域，就此，提出了心肌补片的概念。因此，通过组织工程手段制备心肌补片产品引起了国内外专家的重视：使干细胞或心肌细胞按照一定的空间顺序排列形成细胞片层结构，可更准确地作用于心肌梗死区域，提高细胞停留率与存活率，避免过多干细胞的流失，提高治疗效果，降低治疗风险。

理想的心肌补片通常具有以下特点：作为心肌补片的细胞支撑材料具有良好的弹性、可延展性、稳定性、可塑性和有一定的机械强度，不会因必肌细胞的跳动损坏支架。作为心肌补片的细胞支撑材料具有良好的生物相容性，在体内不引起炎症反应、毒性反应和免疫排斥反应，当心肌补片移植到动物模型体内，不会因心脏高速和高强度的跳动而脱离心肌梗死部位。心肌补片的细胞支撑材料具有同步收缩的能力和良好的导电性能进行生物电传导并避免移植体内后发生严重的心律失常。

目前大多数心肌补片并不能具有上述所有的特性。现有技术中，通常采用天然聚合物作为心肌修补具有良好的生物相容性，例如，明胶，海藻酸钠，I型胶原和纤维蛋白，但是其弹性较弱，压缩后不易回复原有形状。大孔壳聚糖－明胶冷冻凝胶具有良好的弹性特性，但其导电性能微弱。而合成水凝胶包括聚丙烯酸(PAA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)，是在人工条件下通过加成反应、开环聚合等反应制备成的交联聚合物体系。合成水凝胶具有易工业化生产和化学改性，性能可精确调控等优点，而且具有良好机械延展性，但与天然水凝胶相比，缺少细胞粘附位点，其生物相容性和生物降解性较差。

心肌梗死往往伴随着局部缺血、缺氧和炎症微环境等特征，进而梗死部分有大量氧自由基(ROS)的产生，从而引起细胞的损失加重疾病的发生。有效清除微环境中的ROS，可以更好的提高心肌补片对心肌梗死的治疗作用。为了达到上述目的，现有技术中，通常采用在心肌补片中添加相应的抗氧化或自由基清除物质，以起到改善心肌梗死部位微环境的作用。例如，仿生pullulan基水凝胶和丝素蛋白水凝胶可用于保护间充质干细胞(MSCs)或成纤维细胞在高氧化应激微环境下免受损伤，或者在心肌补片中加入抗氧化物质谷胱甘肽。虽然，上述方法在一定程度上能够提高心肌补片的清除自由基，修复微环境的能力。但是，上述物质在心肌补片材料中释放的速度较快，无法在体内稳定的，长效的达到自由基清除效果。

可见，提供一种有良好的机械延展性，细胞相容性，并且能够在体内长效的发挥清除ROS的能力，更好的修复心肌梗死部位的心肌补片复合材料，是目前急需解决的问题。

发明内容