[发明专利]一种柔性导电促血管生成材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性导电促血管材料及其制备方法，属于柔性生物电子材料领域。本发明包括以下步骤：步骤1：将丙烯酰胺和交联剂溶于去离子水中得到溶液，将热引发剂和促进剂加入到溶液中，在20℃‑60℃下反应3‑7h，得到PAM水凝胶；步骤2：将PAM水凝胶浸泡在含有0.5‑2M酸和10‑40mM苯胺的溶液中1‑48h，然后加入0.1‑1M APS，反应2‑6h后，用清洗溶剂清洗，得到的PMN水凝胶并冻干；步骤3：将冻干的PMN水凝胶在DFO溶液中浸泡24‑48h，得到装载DFO的PMN水凝胶。本发明采用PANI与聚丙烯酰胺作为基体材料制备用于柔性生物电子器件的材料，该材料同时具有与人体组织类似的导电性、良好的生物相容性与抗菌性，可以用来制备柔性导电敷料等产品。

技术领域

本发明属于生物材料领域，尤其涉及一种柔性导电促血管生成材料及其制备方法。

背景技术

压力性损伤，又称褥疮，是一种发病率非常高的慢性伤口，其原因包括骨突出部(如骶骨和臀部区域)的压力、剪切力或摩擦力以及血流受损。压疮的发生率因临床环境而异，特别是四肢瘫痪或脊髓损伤患者，以及髋部或股骨骨折老年患者的发生率较高(～60％)。对于住院患者，压疮导致住院时间延长、住院费用增加。在美国，压疮每年影响超过300万患者，每年花费约250亿美元。

压疮常用的治疗方法有减压、敷料、定期翻身等。然而，这些治疗手段耗费人工、费用昂贵。近年来，有报道称电刺激(ES)治疗可加速压疮的愈合，具有无痛性和良好的安全性。既往研究证实ES通过促进巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞等多种细胞的迁移或增殖来加速创面愈合。此外，ES还能促进细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的产生，促进多种细胞因子的分泌和血管结构的再生，具有抑菌杀菌作用。然而，传统的刚性电极材料(金属和碳基电极)与软生物组织之间的机械不匹配可能导致炎症或组织损伤，甚至在长期应用ES时形成瘢痕组织。

感染的处理是慢性伤口管理的关键，常用的临床技术包括细致的清创、抗生素使用和局部抗菌治疗。然而，目前的技术对抗生物膜引起感染仍然是一个巨大的挑战。手术清创不能完全清除伤口上的细菌，大多数情况下生物膜会在3天内重新出现。长期使用抗生素可能会引起细菌的抗生素耐药性和其他不良副作用，包括胃肠道症状、皮疹、鹅口疮、线粒体功能损伤。因此，研究人员正在寻找可以取代传统抗生素的新型抗菌剂。

此外，缺乏新生血管是压疮难以愈合的另一个重要问题，尤其是糖尿病患者与老年患者。皮肤组织的血管化是由许多因素调节的，如微环境的湿度、生长因子和物理诱导剂。特别是，血管内皮生长因子(VEGF)可显著促进新生血管的生长。VEGF在创伤靶向方面缺乏，很容易被免疫系统清除。去铁胺(DFO)是一种常用的铁螯合剂。最近的研究发现，DFO可以增强细胞对低氧诱导因子1-α(HIF1-α)的表达，从而增加VEGF的表达并促进局部血管生成。然而，与生长因子类似，DFO对于伤口组织也缺乏靶向性，且代谢速度快，难以在伤口处聚集。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种柔性导电促血管生成材料及其制备方法，其目的在于：促进伤口处的血管再生，避免因口服、静脉注射等全身给药方式引起的毒副作用，以及人体组织对DFO的代谢。

为简化描述，本发明中对以下术语进行缩写简化：

ES：电刺激；DFO：去铁胺；PANI：聚苯胺；MBAA：N,N′-亚甲基双丙烯酰胺；APS：过硫酸铵；TEMED：N,N,N'，N'-四甲基乙二胺；PAM：聚丙烯酰胺；HIF1-α：低氧诱导因子1-α；VEGF:血管内皮生长因子。

本发明采用的技术方案如下：

一种柔性导电促血管生成材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将丙烯酰胺和交联剂溶于去离子水中得到溶液，将热引发剂和促进剂加入到溶液中，在20℃-60℃下反应3-7h，得到PAM水凝胶；