[发明专利]用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法。该心脏补片包括浇筑膜、电纺纤维膜和多孔膜，所述聚氨酯为含有酮缩硫醇键的活性氧响应性可降解聚氨酯。本发明还提供了制备该心脏补片的方法。该制备方法简单、操作方便，可根据需要制备出不同孔径和孔隙率的活性氧聚氨酯薄膜，并且拥有良好的力学性能、抗氧化性能、可降解性能和生物相容性。本发明的聚氨酯补片不加入功能性细胞或因子情况下，便能有效使心肌梗死后心脏功能恢复，能抑制心肌梗死后左心室重塑和纤维化程度；加入细胞或活性因子后的可以进一步提高治疗效果。本发明活性氧响应性可降解弹性聚氨酯心脏补片的制备方法简单，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种心脏补片，具体涉及一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法。

背景技术

心肌梗死至今仍是世界上人类发病和死亡的主要原因之一，每年造成近730万人死亡。与其他疾病不同的是心脏缺乏再生能力，受损的心肌难以实现自我修复。心肌梗死后，大量的心肌细胞死亡会激活炎症反应，并在心肌组织发生胶原沉积，造成梗死区域的心肌纤维化。缺血心肌和边缘区组织的病理因素包括过量活性氧(ROS)、局部炎症风暴、心室壁应力升高等共同导致了心肌梗死后左心室的不良重构，导致心室壁变薄。心脏的功能也会随着病理过程的发展而逐渐降低，最终会导致室壁瘤和心力衰竭。因此，预防左心室功能恶化和减轻不良重构是心肌梗死的潜在治疗策略。

到目前为止，心脏补片在治疗心梗治疗方面已经取得了相当大的进展，并被认为是心肌梗死领域一种很有前途的治疗工具。心脏补片的主要作用是可以通过对心室壁的力学增强来提供机械支持，改善心脏的左室重构，防止其出现心力衰竭。另一方面，心脏补片能够作为运载药物、蛋白质和细胞的载体。活性氧响应性材料可以及时而有效地消除心肌梗死后产生的过量ROS并改善心肌局部组织微环境，对于抑制炎症和纤维增生，促进组织修复再生具有重要意义。

McMahan等人(Current advances in biodegradable synthetic polymer basedcardiac patches，2020)总结了先前的心脏补片材料，说明补片的材料选择及结构设计非常重要，生物相容性、可降解性、生物活性、补片的微观结构和孔隙度、机械强度、弹性性能、导电性能等因素都应被考虑。天然材料如胶原、明胶、脱细胞基质等具有良好生物相容性，但力学性能较差。各种合成聚合物生物材料如聚己内酯(PCL)、聚癸二酸丙三醇酯(PGS)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等具有良好的力学性能，但这些聚合物都是疏水性的，没有生物活性，生物相容性较差。

Hashizume等人(The effect of polymer degradation time on functionaloutcomes of temporary elastic patch support in ischemic cardiomyopathy，2013)用三种不同的聚合物材料来研究心脏补片降解时间对心肌梗死功能的影响，结果表明补片的降解速度适中可提供更好的治疗效果，其缺点是聚合物材料本身不具有功能性。Chen等人(An off-the-shelf artificial cardiac patch improves cardiac repair aftermyocardial infarction in rats and pigs，2020)公开了脱细胞基质心脏补片用于大鼠和猪心肌梗死后的心脏修复，但该补片力学强度差，不能给心脏提供良好的力学支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片。该心脏补片具有优异的力学性能和良好的生物相容性，能为心肌提供力学支持；更重要的是可以消耗心肌梗死微环境中过量的活性氧，恢复心肌梗死后心脏的功能，解决了现有合成聚合物心脏补片材料缺乏功能性的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片，所述的活性氧响应性可降解聚氨酯为含有酮缩硫醇键的活性氧响应性可降解聚氨酯。