本发明属于周围神经损伤修复,具体涉及一种磁响应生物胶带及其制备方法和应用。
背景技术:
1、周围神经损伤(pni)通常是由创伤、手术并发症或神经肿瘤引起的常见临床疾病,常导致长期残疾,丧失运动和感觉功能。与中枢神经系统不同,周围神经系统在受伤后具有自我再生能力,然而周围神经损伤后神经再生过程复杂,且修复后的外周神经通常表现出功能局限或功能不全,容易造成创伤后肢体缺陷。因此,开发针对周围神经损伤的有效治疗手段势在必行。
2、目前临床上通常采用显微外科技术直接进行周围神经修复,使神经近端和远端连接,以无张力的方式通过神经外或神经周围缝合缩短轴突重连距离。然而,这种手术干预的治疗方式存在一定的局限性。首先,不能保证神经的有效连接,可能会导致部分可逆的神经元萎缩,减少神经营养因子的产生,阻碍神经的加速再生;其次,外来缝合材料的存在会导致神经内炎症、纤维化增加和瘢痕组织形成,这进一步导致轴突错位、髓鞘再形成延迟和神经恢复失败;此外,手术需要用缝合线精确连接神经两侧,手术耗时较长,且对医生的缝合技术要求较高。因此,建立一种更便捷有效的神经快速连接方案对于基层医院来说具有更重要的临床意义。
3、除了需要对神经进行有效的快速连接外,还需要对受损的神经部位的微环境进行改善,电信号作为神经脉冲的物质,高度参与生物信息的高速实时传递,目前关于电刺激对神经细胞或组织的神经调节,及促进神经再生的研究不断涌现。研究表明,电刺激可增强神经修复过程中的轴突生长并加速感觉运动恢复。然而传统的电刺激是通过植入电极进行的,电极具有侵入性,可能会引起继发性损伤和炎症反应。
4、针对以上问题,目前亟需开发一种对神经进行有效的快速连接的新方式。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磁响应生物胶带,本发明提供的磁响应生物胶带不仅能对损伤的周围神经进行有效的快速连接,且能提高术后运动能力和神经感觉恢复。
2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、本发明提供了一种磁响应生物胶带,所述生物胶带包括一组可点击的功能化单体;所述功能化单体为叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶和二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶。
4、优选地,所述叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶和二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶是由二苯并环辛炔-n-羟基琥珀酰亚胺酯和叠氮-n-羟基琥珀酰亚胺酯与甲基丙烯酸明胶反应制备而成。
5、优选地,所述生物胶带内层负载有磁电纳米材料;所述磁电纳米材料由压电材料和磁响应材料组成;所述压电材料为钛酸钡;所述磁响应材料为钴氧铁。
6、本发明还提供了上述磁响应生物胶带的制备方法,包括以下步骤:
7、s1、制备水相钴氧铁:将三乙酰丙酮合铁、乙酰丙酮钴二、1,2-十六烷二醇、油酸、油胺和苄基醚氮气保护下加热回流,经纯化物纯化离心得到纯化产物;分散纯化产物与水、无水乙醇和聚乙烯吡咯烷酮混合超声震荡,经烘干后经分散剂分散、过滤得到水相钴氧铁;
8、s2、制备磁电纳米材料:将步骤s1的水相钴氧铁除去上清液后加入钛酸钡前驱液,经超声烘干、煅烧后得到磁电纳米材料;
9、s3、将二苯并环辛炔-n-羟基琥珀酰亚胺酯和叠氮-n-羟基琥珀酰亚胺酯分别加入三甲胺和甲基丙烯酸明胶溶液溶液,搅拌、透析后冻干,得到白色固体产物,经缓冲液溶解得到二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶和叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶溶液,分别加入步骤s2的磁电纳米材料和光引发剂搅匀;将二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶溶液均匀铺在模具中,在紫外光下暴露聚合成水凝胶,再将叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶溶液均匀铺在二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶水凝胶上层,紫外光下暴露30-40s后聚合成水凝胶,最终制备成磁响应生物胶带;
10、所述纯化物为质量比1:3的氯仿和丙酮。
11、优选地,所述步骤s1中三乙酰丙酮合铁、乙酰丙酮钴二、1,2-十六烷二醇、油酸、油胺和苄基醚的物质的量比为2:1:0:6:6:20;所述加热回流的过程为:加热到200℃,持续2h,300℃加热回流1h;所述分散剂为己烷。
12、优选地,所述步骤s2中钛酸钡前驱液是由柠檬酸、异丙基钛、乙醇、碳酸钡和水制备而成。
13、优选地,所述步骤s3中二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶和叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶溶液的浓度为10%w/v;所述光引发剂为苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂;所述水凝胶的厚度均为250μm;所述紫外光为405nm。
14、本发明还提供了上述磁响应生物胶带或上述制备方法制备的磁响应生物胶带在促进周围神经损伤术后运动功能和神经感觉恢复中的应用。
15、本发明还提供了上述磁响应生物胶带或上述制备方法制备的磁响应生物胶带在促进周围神经损伤术后神经再生和髓鞘再生中的应用。
16、本发明还提供了上述磁响应生物胶带或上述制备方法制备的磁响应生物胶带在促进神经细胞中nf 200蛋白和s100β蛋白高表达中的应用。
17、本发明的有益效果:
18、本发明制备的bcfo-gm通过化学点击反应自行粘附,形成紧密包裹,为受伤的神经提供保护,使神经快速建立连接,这降低了外科手术的难度,缩短了再生时间,同时消除了二次穿刺部位损伤和缝合相关的炎症。
19、本发明制备的磁响应生物胶带(bcfo-gm)可以免缝合快速建立神经连接,实现无线,无创电刺激加速愈合周围神经损伤,具有很好的生物相容性,不仅能促进运动功能和神经感觉恢复,并通过促进神经细胞中nf 200蛋白和s100β蛋白高表达进而促进体内神经或髓鞘再生,还能抑制pni术后腓肠肌萎缩。
1.一种磁响应生物胶带,其特征在于,所述生物胶带包括一组可点击的功能化单体;所述功能化单体为叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶和二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶。
2.根据权利要求1所述生物胶带,其特征在于,所述叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶和二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶是由二苯并环辛炔-n-羟基琥珀酰亚胺酯和叠氮-n-羟基琥珀酰亚胺酯与甲基丙烯酸明胶反应制备而成。
3.根据权利要求1所述磁响应生物胶带,其特征在于,所述生物胶带内层负载有磁电纳米材料;所述磁电纳米材料由压电材料和磁响应材料组成;所述压电材料为钛酸钡;所述磁响应材料为钴氧铁。
4.权利要求1所述磁响应生物胶带的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,所述步骤s1中三乙酰丙酮合铁、乙酰丙酮钴二、1,2-十六烷二醇、油酸、油胺和苄基醚的物质的量比为2:1:0:6:6:20;所述加热回流的过程为:加热到200℃,持续2h,300℃加热回流1h;所述分散剂为己烷。
6.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,所述步骤s2中钛酸钡前驱液是由柠檬酸、异丙基钛、乙醇、碳酸钡和水制备而成。
7.根据权利要求4所述制备方法,其特征在于,所述步骤s3中二苄基环辛烯修饰的甲基丙烯酸明胶和叠氮化物修饰的甲基丙烯酸明胶溶液的浓度为10%w/v;所述光引发剂为苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂;所述水凝胶的厚度均为250μm;所述紫外光为405nm。
8.权利要求1-3任一项所述磁响应生物胶带或权利要求4-7任一项所述制备方法制备的磁响应生物胶带在促进周围神经损伤术后运动功能和神经感觉恢复中的应用。
9.权利要求1-3任一项所述磁响应生物胶带或权利要求4-7任一项所述制备方法制备的磁响应生物胶带在促进周围神经损伤术后神经再生和髓鞘再生中的应用。
10.权利要求1-3任一项所述磁响应生物胶带或权利要求4-7任一项所述制备方法制备的磁响应生物胶带在促进神经细胞中nf 200蛋白和s100β蛋白高表达中的应用。