CN114569791A - 一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法 - Google Patents

一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法：(1)在鱼鳔上原位沉积金属纳米粒子得到改性处理后的导电鱼鳔基材；(2)将导电鱼鳔基材的一面与鱼胶胶原制备的水凝胶进行封装，并且导电鱼鳔基材和水凝胶的边缘接触位置采用鱼胶基生物胶水涂覆封装，得到鱼鳔基心肌贴片。本发明提供的鱼鳔基心肌贴片随着心脏的舒张与收缩，鱼鳔内部会发生压电极化从而产生压电效应，因此被导电鱼鳔基材便可与所贴合的心肌受损部分在心脏的一次次跳动中进行电刺激疗法，促进受损心肌部位的修复。

Description

一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法
技术领域
本发明涉及心肌修复技术领域，尤其涉及一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法。
背景技术
目前所有关于心脏疾病的治疗方法都是为了减轻对心脏造成的伤害，没办法修补已经造成的伤害，因为一旦心脏上的肌肉死亡了，它就不会重新生长，而心脏贴片可以修补损失的心脏肌肉。心脏贴片可在心肌梗死部位提供机械支持和恢复机电耦合，减少心肌重构，保持心功能正常。
为了进行心脏修复，现有的许多手段都是需要进行开膛手术，后面进一步需要二次甚至是多次治疗，容易对患者造成二次伤害。目前已经报道的心肌贴片虽然能对受损心肌区域产生修复效果，但是由于是心脏部位，心肌贴片在完成心肌修复以后仍然需要再次进行开膛手术将其取出，因而会对患者造成二次的手术创伤。因此，现有技术还有待于进一步的提升。
鱼鳔属于生物质材料，现有的一些研究表明，鱼鳔具有良好的生物兼容性和生物可吸收以及生物可降解性。如公开号为CN108578781A的中国专利涉及一种鱼鳔源生物瓣膜材料及其制备方法与应用，制备方法包括步骤：鱼鳔剪取并对其进行脱细胞处理，得到脱细胞鱼鳔；将脱细胞鱼鳔进行固定交联，交联结束后进行漂洗，得到鱼鳔源生物瓣膜材料。如公开号为CN112961374A的中国专利公开了一种天然鱼鳔来源导电水凝胶的制备与应用。该导电水凝胶的制备方法，包括如下步骤：(1)将鱼鳔与H2O2混合15min～16h，然后将鱼鳔与碱溶液混合4～8h，得到水凝胶；(2)将水凝胶与单体吡咯混合；然后将水凝胶与铁离子溶液混合，反应。
因此，如何将鱼鳔应用到心肌贴片是本领域的研究热点。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法，用于解决现有的心肌贴片会给患者带来二次手术创伤的问题。因为鱼鳔属于生物质材料，现有的一些研究表明，鱼鳔具有良好的生物兼容性和生物可吸收以及生物可降解性，所以本发明中的鱼鳔基心肌贴片在治疗受损心肌的同时，可以逐渐在体内被吸收和降解掉，并不会对人体带来免疫排斥反应等伤害，同时也不需要再进行二次手术取出此心肌贴片，因此此心肌贴片十分有利于心肌受损患者的心脏修复，能够减轻患者的痛苦，降低二次伤害风险。
本发明提供了一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法，所述制备方法包括：
(1)在鱼鳔上原位沉积金属纳米粒子得到改性处理后的导电鱼鳔基材；
(2)将导电鱼鳔基材的一面与鱼胶胶原制备的水凝胶进行封装，并且导电鱼鳔基材和水凝胶的边缘接触位置采用鱼胶基生物胶水涂覆封装，得到鱼鳔基心肌贴片。
进一步地，所述金属纳米粒子为Ag，Mg等对人体无害且具备良好的导电性的金属。
进一步地，所述的鱼鳔基心肌贴片的鱼鳔来源不限于白鲢、草鱼等淡水鱼，也可使用深海鱼等鱼类的鱼鳔。
进一步地，所述导电鱼鳔基材的制备方法中对鱼鳔进行改性处理：将鱼鳔在硝酸银溶液中浸泡，然后再在鱼鳔上滴加维生素C溶液使其原位沉积银纳米粒子。从而使鱼鳔表面具有导电性。具体为：将浸泡过硝酸银的鱼鳔基材放置在滤纸上面，然后将其连接在抽滤装置上进行抽滤，向鱼鳔基材上滴加维生素C溶液后混合溶液中的水可以很快就被抽滤掉，留下鱼鳔上面原位沉积的Ag粒子，便可得到所述改性的导电鱼鳔基材。
所述硝酸银溶液和维生素C溶液的浓度的化学摩尔比为2:1。
所述硝酸银溶液的浓度为0.2mol/L-4mol/L，维生素C溶液的浓度为0.1mol/L-2mol/L。
在步骤(2)中，所述水凝胶的面积大于导电鱼鳔基材的面积。
进一步地，所述鱼鳔基心肌贴片的具体制备方法为：
将新鲜的白鲢鱼鳔用去离子水清洗干净后，裁剪成直径为2cm的圆片，得到鱼鳔基材；
分别配置浓度为2mol/L的硝酸银溶液和浓度为1mol/L的维生素C溶液备用。将鱼鳔基材浸泡在硝酸银溶液中24h以使其完全浸润，然后超声10分钟，再浸泡12h使得鱼鳔基材的内部纤维都与硝酸银溶液离子接触；
将浸泡过硝酸银的鱼鳔基材放置在滤纸上面，然后将其连接在抽滤装置上进行抽滤，向鱼鳔基材上滴加维生素C溶液后混合溶液中的水可以很快就被抽滤掉，留下鱼鳔上面原位沉积的Ag粒子。
得到改性导电鱼鳔基材后，将其中一面与鱼胶胶原制备的水凝胶进行封装，并且在按照平面面积比为1:1.21的比例用水凝胶包覆住改性好的鱼鳔基材，并且鱼鳔基材和水凝胶的边缘接触位置采用鱼胶基生物胶水涂覆一圈宽为0.2cm圆环，将导电鱼鳔基材和鱼胶基生物胶水进行封装。
进一步地，在步骤(2)中，所述鱼鳔胶原水凝胶的制备方法，其中将鱼鳔作为胶原的来源，将鱼鳔胶原蛋白在酸性溶液中溶解然后制备鱼鳔胶原水凝胶的步骤，具体包括：
将规定量的鱼鳔胶原蛋白溶解在aq.HCl(pH 2.0)中制备胶原蛋白溶液；
将混合物在室温下静置2天，不受外界干扰，得到均匀的溶液；
将1mL的胶原蛋白溶液置于玻璃板上，用两个硅胶垫片控制，用间隔0.5mm的玻璃板覆盖，圆盘状胶原蛋白溶液与初始直径约为2.2cm的玻璃板接触；
将0.1M的钠-磷酸盐缓冲液(pH 7.2)从胶原蛋白溶液的外周边缘部分引入反应池，进行胶原蛋白凝胶化；
通过缓冲液的扩散，凝胶化过程由胶原蛋白溶液的外周向中心推进；
1小时后形成直径约为2.2cm、厚度为0.5mm的圆盘状胶原水凝胶。
进一步地，在步骤(2)中，鱼胶基生物胶水的制备方法为：将鱼鳔胶原通过蒸煮捶打挤压的方法制备鱼胶基生物胶水。
其中基于鱼鳔胶原制备生物胶水的步骤，具体包括：
将清洗好的鱼鳔切成细条，转移到研钵中，然后用研杵手动捶打研碎；
将捣碎的鱼胶碎片在蒸箱中蒸半个小时以上，再将其继续研磨捣碎，得到鱼鳔浆糊；
将鱼鳔浆糊放入细网纱布中，包好，放入80℃水浴的烧杯中，将纱布尽可能用力挤压，使胶水渗透到烧杯中；
将液体胶倒入玻璃瓶中，便可作为生物胶水使用，常温下生物胶水即可快速凝固。
本发明提供的鱼鳔基心肌贴片，以生物材料鱼鳔作为基底材料然后在其表面进行改性使其具备导电性，所采用的改性方法为金属纳米粒子的原位沉积，通过本发明中的鱼胶基生物胶水而粘附在心脏表面，以此便可在心脏的舒张与收缩的时候心肌贴片扩张，鱼鳔由于受到外力而引发压电效应，将材料内部的压电信号导出，对受损心肌部分进行电刺激治疗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法流程图。
图2为本发明实施例提供的鱼鳔基心肌贴片的结构组成示意图。
图3为本发明实施例提供的鱼鳔基材料改性前后的导电性测试实验图。
图4为本发明实施例提供的鱼鳔基材料的压电发电性能测试。
图5为本发明实施例提供的鱼鳔基材料的压电发电产生的电压以及电流记录图。
具体实施方式
本发明提供了一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，在本发明的一种实现方式中鱼鳔基心肌贴片的制备方法，具体包括：
S100：将新鲜鱼鳔清洗干净后用硝酸银溶液、维生素C溶液对其进行改性，得到可导电鱼鳔；
S200：将鱼鳔胶原蛋白在酸性溶液中溶解然后制备鱼鳔胶原水凝胶；
S300：将鱼鳔胶原通过蒸煮捶打挤压的方法制备鱼鳔基生物胶水(鱼胶基生物胶水)；
S400：将可导电鱼鳔基材、鱼鳔胶原水凝胶、鱼鳔基生物胶水封装好，得到鱼鳔基心肌贴片。
在本实验例中，所使用鱼鳔包括但不限于白鲢、草鱼等淡水鱼的鱼鳔，同时也不限于鳕鱼等深海鱼的鱼鳔。
下面通过具体的制备实施例，来对本发明所提供的压电催化剂的制备方法做进一步的解释。
将新鲜的白鲢鱼鳔用去离子水清洗干净后，裁剪成直径为2cm的圆片，得到鱼鳔基材；将鱼鳔基材浸泡在浓度为2mol/L的硝酸银溶液中24h以使其完全浸润，然后超声10分钟，再浸泡12h使得鱼鳔基材的内部纤维都与硝酸银溶液离子接触；将浸泡过硝酸银的鱼鳔基材放置在滤纸上面，然后将其连接在抽滤装置上进行抽滤，向鱼鳔基材上滴加浓度为1mol/L的维生素C溶液，混合溶液中的水可以很快就被抽滤掉，留下鱼鳔上面原位沉积的Ag粒子，便可得到改性的导电鱼鳔基材。
称取3g的鱼鳔胶原蛋白溶解在aq.HCl(pH 2.0)中制备胶原蛋白溶液；将混合物在室温下静置2天后得到均匀的溶液；将1mL的胶原蛋白溶液置于玻璃板上，用两个硅胶垫片控制，用间隔0.5mm的玻璃板覆盖，圆盘状胶原蛋白溶液与初始直径约为2.2cm的玻璃板接触；将0.1M的钠-磷酸盐缓冲液(pH 7.2)从胶原蛋白溶液的外周边缘部分引入反应池，进行胶原蛋白凝胶化；通过缓冲液的扩散，凝胶化过程由胶原蛋白溶液的外周向中心推进；1小时后形成直径约为2.2cm、厚度为0.5mm的圆盘状胶原水凝胶。
将清洗好的鱼鳔切成细条，转移到研钵中，然后用研杵手动捶打研碎；将捣碎的鱼胶碎片在蒸箱中蒸半个小时以上，再将其继续研磨捣碎，得到鱼鳔浆糊；将鱼鳔浆糊放入细网纱布中，包好后放入80℃水浴的烧杯中，将纱布尽可能用力挤压，使胶水渗透到烧杯中；将液体胶倒入玻璃瓶中，便可作为生物胶水使用。
得到改性的导电鱼鳔基材后，将其中一面与鱼胶胶原制备的水凝胶进行封装，并且在按照平面面积比为1:1.21的比例用水凝胶包覆住改性好的鱼鳔基材，并且鱼鳔基材和鱼鳔胶原水凝胶的边缘接触位置采用鱼胶基生物胶水涂覆一圈宽为0.2cm圆环，将鱼鳔基材和鱼胶水凝胶进行封装。
参见图2所示，为本发明所提供的一种鱼鳔基心肌贴片的结构组成示意图，具体包括：主视图A，左视图B，鱼胶水凝胶(水凝胶)1，鱼鳔基生物胶水形成的涂环2，表面银沉积的导电鱼鳔基材3。由左视图B所见的凸出区域为鱼胶水凝胶1和导电鱼鳔基材3通过鱼胶基生物胶水2粘接后留出的空心区域，目的是为导电鱼鳔基材在随心脏的舒张和收缩过程中留有一定的空气层，空气层的空间变化可以增强鱼鳔基材的压电效应。
综上所述，本发明提供的制备方法所制备的鱼鳔基心肌贴片，从鱼鳔基材到封装材料，再到粘结剂全部是基于鱼鳔制备得到的。因此，本发明提供的基于鱼鳔的心肌贴片具有良好的生物可兼容性以及生物可降解性，不会对人体造成二次伤害。
如图3和图4所示，对鱼鳔基实施例进行导电鱼鳔基材的导电性测试和压电发电性能测试，图3中的(a)、(b)、(c)和(d)分别为清洗后的鱼鳔基材、银沉积后的鱼鳔基材(导电鱼鳔基材)、鱼鳔基材的导电性测试和银沉积后的鱼鳔的导电性测试。从图3中的(c)和(d)可以看出，未改性的鱼鳔基材不能导通电路，点亮小灯泡，而银沉积后的鱼鳔的导电性提高，可以导通电路，从而点亮小灯泡。图4中的(a)、(b)、(c)和(d)分别为鱼鳔基材、银沉积后的鱼鳔基材，可以看出：鱼鳔基材的压电测试指压时能点亮LED小灯泡，银沉积后的鱼鳔基材的压电测试指压时能够点亮LED小灯泡，且一直指压或拿住，即有外力情况下灯泡能够一直保持明亮。
如图5所示，在人手压的情况下，银沉积后的鱼鳔基材可以产生14nA左右的微电流以及55mV左右的微电压，这为鱼鳔基材作为心肌贴片提供电刺激治疗提供了直接的数据支撑。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)在鱼鳔上原位沉积金属纳米粒子得到改性处理后的导电鱼鳔基材；
(2)将导电鱼鳔基材的一面与鱼胶胶原制备的水凝胶进行封装，并且导电鱼鳔基材和水凝胶的边缘接触位置采用鱼胶基生物胶水涂覆封装，得到鱼鳔基心肌贴片。
2.根据权利要求1所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述导电鱼鳔基材的制备方法为：将鱼鳔在硝酸银溶液中浸泡，然后再在鱼鳔上滴加维生素C溶液使其原位沉积银纳米粒子。
3.根据权利要求2所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，所述硝酸银溶液和维生素C溶液的浓度的化学摩尔比为2:1。
4.根据权利要求2所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，所述硝酸银溶液的浓度为0.2mol/L-4mol/L，维生素C溶液的浓度为0.1mol/L-2mol/L。
5.根据权利要求2所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，将浸泡过硝酸银的鱼鳔基材放置在滤纸上面，向鱼鳔基材上滴加维生素C溶液后进行抽滤，留下鱼鳔上面原位沉积的银纳米粒子。
6.根据权利要求1所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述鱼鳔的来源为淡水鱼或深海鱼。
7.根据权利要求2所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水凝胶的面积大于导电鱼鳔基材的面积。
8.根据权利要求1所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水凝胶的制备方法为使用鱼鳔作为胶原的来源，将鱼鳔胶原蛋白在酸性溶液中溶解然后制备水凝胶。
9.根据权利要求1所述的鱼鳔基心肌贴片的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述鱼胶基生物胶水的制备方法为：将鱼鳔胶原通过蒸煮捶打挤压的方法制备鱼胶基生物胶。
10.一种采用权利要求1-9任一所述制备方法得到的鱼鳔基心肌贴片。
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