CN112175206A - 一种长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法及其应用于梗死后心电的改善，属于功能生物材料技术领域。本发明方法制备的材料具有机械性能和导电性能可随时调整的优点，因此可以适应不同的生物体要求。通过反复弹性拉伸，使纳米复合材料中的导电聚合物可以沿一个方向排列，从而呈现出非凡的各向异性电导率。本发明材料模拟了天然心肌的对齐结构和电脉冲传输行为。利用该长程有序的聚吡咯复合水凝胶治疗心肌梗死，能够缓解心肌梗死的症状，改善心肌梗死区域的异常导电行为，减少心室颤动、心律不齐等术后并发症，为组织工程领域修复受损心肌组织提供了新的选择。

Description

一种长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法及其应用，属于功能生物材料技术领域。
背景技术
在人体中，软骨、骨骼肌、角膜、血管等具有层次有序复合结构的软组织，表现出高度各向异性的机械强度和功能，以适应复杂的环境。在人工软材料中，水凝胶是一种网状结构的亲水性聚合物材料，亲水性聚合物链通过交联而形成三维固体，水则充当分散介质，类似于这些生物软组织。然而，传统的非有序均质水凝胶材料缺乏各向异性的功能性能使得它们的进一步应用受到了限制。受到结构有序的生物软组织的启发，研究人员越来越多地关注高度有序的纳米复合水凝胶。研发新型的水凝胶以模拟人体内有序的结构不仅具有重要的科学意义，而且具有巨大的实际应用价值。
聚吡咯是一种具有重大意义的导电高分子。由于其特殊的光电性质，以及生物相容性好等优点，近年来，聚吡咯成为诸多学科的研究热点且被广泛的应用在医学，生命科学，能源科学，材料科学，催化科学等诸多领域。开发新的方法用于制备长程有序的新型聚吡咯复合水凝胶以模拟人体内天然组织的结构对于聚吡咯材料的发展及组织工程科学具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法及应用，制备聚吡咯复合水凝胶，利用反复弹性拉伸的方法制备长程有序的聚吡咯复合水凝胶，并将该复合水凝胶应用于心肌梗死的治疗，缓解心肌梗死的症状，改善心肌梗死区域的异常导电行为，减少心室颤动、心律不齐等术后并发症。
本发明提出的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为2-10mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝(20-100):1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为20-100mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为1-5％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.1-0.4％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.1-0.3g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝(0.001-0.005):1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.1-1％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.01-0.05％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在50-80℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为20-100mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡12小时以上，以除去未反应的单体；
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以3-20mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸的长度为原始聚吡咯复合水凝胶的4-6倍之间，在经过120-1000次的拉伸循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。
本发明制备的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的应用为：将长程有序的聚吡咯复合水凝胶应用于心肌梗死的治疗，缓解心肌梗死的症状，改善心肌梗死区域的异常导电行为，减少心室颤动和心律不齐，包括以下步骤：
(1)粘附将壳聚糖作为桥接聚合物在质量百分比浓度为1％-5.0％的条件下溶解，并将pH调至6，得到第五溶液；
(2)用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、简称EDC以及N-羟基硫代琥珀酰亚胺、简称NHS作为偶联试剂，将EDC和NHS加入到第五溶液中得到第六溶液，第六溶液中EDC和NHS的浓度为6-24mg/mL，将第六溶液分别被涂在长程有序的聚吡咯复合水凝胶和心脏梗死区域的表面，两边贴紧持续5-30分钟，测量粘附前后大鼠心电改变，粘附后大鼠心电图重新出现正常Q-RST波形。
本发明提出的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法及其应用，其优点是：
本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法，制备的材料具有机械性能和导电性能可随时调整的优点，因此可以适应不同的生物体要求。通过反复弹性拉伸，使纳米复合材料中的导电聚合物可以沿一个方向排列，从而呈现出非凡的各向异性电导率。该材料的发明，对于心肌组织工程具有重大意义。本发明方法利用简单、经济的方法，首次制备出了一种长程有序的聚吡咯复合水凝胶材料。与传统PPy复合水凝胶材料相比，本发明材料更好的模拟了天然心肌的对齐结构和电脉冲传输行为。本发明制备的水凝胶材料应用于心肌梗死的治疗，能够缓解心肌梗死的症状，改善心肌梗死区域的异常导电行为，减少心室颤动、心律不齐等术后并发症，为组织工程领域修复受损心肌组织提供了新的选择。
附图说明
图1是本发明制备方法的实施例1中步骤(1)中制备的PPy纳米管的扫描电子显微镜照片图。
图2是本发明制备方法的实施例1中步骤(3)中制备的不同形状的聚吡咯复合水凝胶的高清照片图。
图3是本发明制备方法的实施例2中步骤(3)中制备的聚吡咯复合水凝胶的拉伸性能图。
图4是本发明制备方法的实施例3中步骤(3)中制备的聚吡咯复合水凝胶的共聚焦显微镜照片图。
图5是本发明制备方法的实施例4中步骤(4)中制备的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的共聚焦显微镜照片图。
图6是本发明制备方法的实施例4中步骤(4)中制备的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的扫描电子显微镜照片图。
图7是本发明制备方法的实施例7中步骤(2)中应用长程有序的聚吡咯复合水凝胶后与梗死模型的心电比较图。
具体实施方式
本发明提出的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为2-10mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝(20-100):1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为20-100mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为1-5％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.1-0.4％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.1-0.3g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝(0.001-0.005):1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.1-1％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.01-0.05％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在50-80℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为20-100mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡12小时以上，以除去未反应的单体；
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以3-20mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸的长度为原始聚吡咯复合水凝胶的4-6倍之间，在经过120-1000次的拉伸循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。
本发明制备的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的应用为：将长程有序的聚吡咯复合水凝胶应用于心肌梗死的治疗，缓解心肌梗死的症状，改善心肌梗死区域的异常导电行为，减少心室颤动和心律不齐，包括以下步骤：
(1)粘附将壳聚糖作为桥接聚合物在质量百分比浓度为1％-5.0％的条件下溶解，并将pH调至6，得到第五溶液；
(2)用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、简称EDC以及N-羟基硫代琥珀酰亚胺、简称NHS作为偶联试剂，将EDC和NHS加入到第五溶液中得到第六溶液，第六溶液中EDC和NHS的浓度为6-24mg/mL，将第六溶液分别被涂在长程有序的聚吡咯复合水凝胶和心脏梗死区域的表面，两边贴紧持续5-30分钟，测量粘附前后大鼠心电改变，粘附后大鼠心电图重新出现正常Q-RST波形。
以下介绍本发明方法的实施例：
实施例1：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为4mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝40:1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为20mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；该聚吡咯纳米管的扫描电子显微镜图如图1所示。
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为4％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.1％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.1g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝0.001:1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.2％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.02％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在60℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为50mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡14h，以除去未反应的单体；本实施例制备的聚吡咯复合水凝胶高清照片如图2所示。
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以5mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸水凝胶原始长度的4倍，在经过120次的循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。
实施例2：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为4mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝80:1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为20mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为2％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.2％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.2g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝0.002:1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.2％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.02％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在60℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为50mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡14h，以除去未反应的单体；拉伸性能照片图如图3所示。
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以5mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸水凝胶原始长度的4倍，在经过120次的循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。
实施例3：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为4mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝80:1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为20mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为4％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.3％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.2g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝0.003:1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.2％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.02％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在60℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为50mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡14h，以除去未反应的单体；本实施例制备的聚吡咯复合水凝胶共聚焦显微镜照片如图4所示。
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以5mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸水凝胶原始长度的4倍，在经过120次的循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。
实施例4：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为8mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝40:1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为60mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为4％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.3％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.2g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝0.004:1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.2％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.02％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在60℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为50mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡14h，以除去未反应的单体；
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以5mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸水凝胶原始长度的4倍，在经过120次的循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。本实施例制备的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的共聚焦显微镜照片如图5所示。
实施例5：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为8mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝80:1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为80mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为2％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.3％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.2g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝0.004:1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.2％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.02％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在60℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为50mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡14h，以除去未反应的单体；
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以15mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸水凝胶原始长度的6倍，在经过400次的循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。扫描电子显微镜图如图6所示。
实施例6：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为8mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝80:1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为80mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为1％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.2％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.1g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝0.005:1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.2％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.02％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在80℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为50mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡14h，以除去未反应的单体；
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以15mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸水凝胶原始长度的6倍，在经过400次的循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。
实施例7：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶用于心肌梗死的治疗：
(1)粘附将壳聚糖作为桥接聚合物在质量百分比浓度为2％的条件下溶解，并将pH调至6，得到第五溶液；
(2)用EDC和NHS作为偶联试剂，将EDC和NHS加入到第五溶液中得到第六溶液。第六溶液中EDC和NHS的浓度为12mg/mL。将第六溶液分别被涂在长程有序的聚吡咯复合水凝胶和心脏梗死区域的表面，两边贴紧持续30分钟，测量粘附前后大鼠心电改变，粘附后大鼠心电图重新出现正常Q-RST波形。
实施例8：
长程有序的聚吡咯复合水凝胶用于心肌梗死的治疗：
(1)粘附将壳聚糖作为桥接聚合物在质量百分比浓度为4％的条件下溶解，并将pH调至6，得到第五溶液；
(2)用EDC和NHS作为偶联试剂，将EDC和NHS加入到第五溶液中得到第六溶液。第六溶液中EDC和NHS的浓度为20mg/mL。将第六溶液分别被涂在长程有序的聚吡咯复合水凝胶和心脏梗死区域的表面，两边贴紧持续15分钟，测量粘附前后大鼠心电改变，粘附后大鼠心电图重新出现正常Q-RST波形。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种长程有序的聚吡咯复合水凝胶的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)将甲基橙溶解在水中，搅拌完全溶解后，得到摩尔浓度为2-10mM的甲基橙溶液，在甲基橙溶液中加入氯化铁，得到第一混合液，加入的比例为:氯化铁摩尔浓度:甲基橙摩尔浓度＝(20-100):1，向第一混合液中加入吡咯单体，得到第二混合液，使吡咯单体在第二混合液中的摩尔浓度为20-100mM，将第二混合液搅拌，充分反应后，得到聚吡咯纳米管沉淀物，将沉淀物用乙醇/去离子水交替冲洗，直到滤液无色，将沉淀物干燥，得到聚吡咯纳米管；
(2)将上述步骤(1)得到的聚吡咯纳米管分散在质量浓度为1-5％的海藻酸钠水溶液中，然后，将混合物超声30min以上，使聚吡咯纳米管充分分散在海藻酸钠水溶液中，得到质量浓度为0.1-0.4％的聚吡咯纳米管分散液，在4℃下保存备用；
(3)将丙烯酰胺溶解在水中，使丙烯酰胺的质量浓度为0.1-0.3g/ml，充分溶解后，加入N、N'-亚甲基丙烯酰胺，得到第三混合液，加入比例为：N、N'-亚甲基丙烯酰胺的质量浓度:丙烯酰胺的质量浓度＝(0.001-0.005):1；加入与第三混合液等体积的聚吡咯纳米管分散液，利用真空对第三混合液充分脱气后，在第三混合液中加入引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基二甲二胺，得到第四混合液，使引发剂在第四混合液中的质量百分比浓度为0.1-1％，使加速剂在第四混合液中的的体积百分比浓度为0.01-0.05％，混合均匀后，将第四混合液倒入玻璃模具中，在50-80℃下加热，充分交联后，将得到的水凝胶浸泡在摩尔浓度为20-100mM CaCl2溶液中，以产生聚吡咯掺杂的聚吡咯复合水凝胶，将该聚吡咯复合水凝胶在去离子水中浸泡12小时以上，以除去未反应的单体；
(4)使用拉伸机对步骤(3)中得到的聚吡咯复合水凝胶以3-20mm/min的恒定速度进行多次拉伸，拉伸的长度为原始聚吡咯复合水凝胶的4-6倍之间，在经过120-1000次的拉伸循环后，得到导电异性的弹性水凝胶，即本发明的长程有序的聚吡咯复合水凝胶，得到的长程有序的聚吡咯复合水凝胶在4℃保存备用，以防止脱水。
2.如权利要求1制备的长程有序的聚吡咯复合水凝胶的应用，其特征在于将长程有序的聚吡咯复合水凝胶应用于心肌梗死的治疗，缓解心肌梗死的症状，改善心肌梗死区域的异常导电行为，减少心室颤动和心律不齐，包括以下步骤：
(1)粘附将壳聚糖作为桥接聚合物在质量百分比浓度为1％-5.0％的条件下溶解，并将pH调至6，得到第五溶液；
(2)用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、简称EDC以及N-羟基硫代琥珀酰亚胺、简称NHS作为偶联试剂，将EDC和NHS加入到第五溶液中得到第六溶液，第六溶液中EDC和NHS的浓度为6-24mg/mL，将第六溶液分别被涂在长程有序的聚吡咯复合水凝胶和心脏梗死区域的表面，两边贴紧持续5-30分钟，测量粘附前后大鼠心电改变，粘附后大鼠心电图重新出现正常Q-RST波形。
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