一种用于心梗治疗的微针贴片及其制备方法与流程

本发明涉及医用生物材料领域，特别是涉及一种用于心梗治疗的微针贴片及其制备方法。

背景技术：

1、心肌梗死(简称：心梗)是指冠状动脉急性、持续性缺血缺氧所引起的心肌坏死，心梗后心脏的修复分为三个阶段，即炎症期、修复期及成熟期，在心肌梗死发生后的炎症期，受损的心肌组织会引发炎症反应。持续的炎症反应会产生过多的ros，ros又诱导炎症反应。在炎症期后，进入修复期，新的血管开始生长，形成新的微血管网络，以及纤维组织开始填充梗死区域。此时，纤维细胞开始产生胶原蛋白，形成瘢痕组织，代替坏死的心肌组织。最后是成熟期，新生的血管和瘢痕组织逐渐成熟和巩固。目前已采用各种生物材料来促进心肌梗死后的心功能恢复，包括纳米材料、水凝胶和心脏贴片等。

2、一般来说，纳米材料能够通过靶向到心肌损伤和炎症部位，实现在梗死区域的选择性积累；然而，基于纳米材料的策略受到潜在毒性和心肌梗死治疗中缺乏机械支持的限制。另外，尽管心肌内注射的水凝胶能够直接到达梗死区，为心室壁提供支撑，但合成的水凝胶易于吸水膨胀，对周围组织施加压力；并且可注射凝胶普遍模量较低，在体内降解速度快，无法实现长期治疗效果。近年来心肌贴片在心肌组织工程中的研究也取得了广泛的关注，一些具有结构性能可调控的生物材料可以制备成具有良好生物相容性的心脏贴片，这些贴片可以为细胞生长提供机械支持，有助于受损心脏的修复。然而，通常情况下，单纯的心脏贴片缺乏一定的功能性，为了达到更好的治疗效果，贴片可能会负载促进修复的干细胞、药物、生长因子等物质。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种用于心梗治疗的微针贴片及其制备方法。

2、本发明的具体技术方案如下:

3、本发明的第一方面，提供一种用于心梗治疗微针贴片，包括基底和微针针尖，所述微针针尖由水凝胶溶液i固化而成，所述水凝胶溶液i中包含甲基丙烯酰化葡聚糖(dexma)，红花多糖(sps)、血管生长因子模拟肽；所述基底包含粘附层和抗污层，所述粘附层与微针针尖连接，位于基底内侧，由水凝胶溶液ii固化而成，所述水凝胶溶液ii中主成分为甲基丙烯酰化甘氨酸(acg)；所述抗污层位于基底外侧，由水凝胶溶液iii固化而成，所述水凝胶溶液iii主成分为聚乙二醇二丙烯酸酯(pegda)。

4、首先，血管生长因子模拟肽具有类似vegf的血管生成活性，可以激活内皮细胞，重现vegf侵袭、趋化、毛细血管发芽和组织等复杂的细胞功能。其次，红花多糖(sps)的抗氧化、抗炎症和抗纤维化等生物活性，有助于减轻心肌梗死引起的心肌损伤和炎症反应，促进心肌的修复和再生。此外，dexma是一种具有良好生物相容性高分子水凝胶，经过交联形成的三维网状结构可以为生物分子的高效负载和释放提供平台。微针刺入组织后，在其表面形成微孔，药物制剂可以通过孔隙缓慢扩散到深层组织进行靶向给药；并且通过形成具有一定强度的膜结构体系，可以给予损伤组织以机械支持，防止心脏破裂。基底粘附层和防污层的双层设计，可以使得贴片可以良好地黏附在组织表面，同时避免在体内环境中微针贴片和其他组织和器官造成粘连。本发明的微针贴片既能给予损伤组织以机械支持，有效保证药物递送深度，又能良好地黏附在组织表面，同时避免在体内环境中微针贴片和其他组织和器官造成粘连。

5、优选地，按照重量份，所述水凝胶溶液i中，包含红花多糖5-20份、甲基丙烯酰化葡聚糖100-300份、血管生长因子模拟肽1-5份。在其中一个优选的实施例中，包含红花多糖20份、甲基丙烯酰化葡聚糖300份、血管生长因子模拟肽5份。

6、在其中一些实施例中，所述血管生长因子模拟肽为qk多肽，qk多肽是基于vegf结合区合成的,含有15个氨基酸，具体氨基酸序列为kltwqelyqlkykgi。具有类似vegf的血管生成活性，可以激活内皮细胞，重现vegf侵袭、趋化、毛细血管发芽和组织等复杂的细胞功能。

7、在其中一些实施例中，所述红花多糖(sps)是通过如下方法制备得到的：

8、1)红花多糖的提取：将红花花瓣清洗干净，50℃烘干，磨粉；然后按照红花粉：蒸馏水＝60g：1.2l，混合均匀；80℃水浴1-3h后，取沉淀再进行上述操作，进行二次提取，合并两次上清液，75℃旋转蒸发至原液体积的1/3，取出；缓慢加入4倍体积的无水乙醇，并不断搅拌，在4℃醇沉24h，然后离心，收集沉淀，加入去离子水复溶，60℃烘干得到粗提红花多糖；

9、2)红花多糖的纯化：将粗提后的红花多糖溶于水，-20℃冷冻过夜，室温融化后进行去蛋白处理。向融化后的多糖水溶液中加入sevage试剂，涡旋、离心，重复多次去除蛋白质，随后离心，收集沉淀，向沉淀中加入去离子水复溶，得到多糖水溶液，向多糖水溶液中依次加入适量体积的无水乙醇、乙醚、丙酮洗涤沉淀，最后将洗涤过的沉淀加入去离子水溶解，透析，冷冻干燥，得到所述红花多糖sps。

10、在其中一些实施例中，所述甲基丙烯酰化葡聚糖(dexma)是通过以下方法制备得到的：将葡聚糖、二甲基亚砜和4-二甲氨基吡啶混合，搅拌，加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，搅拌，透析，冻干，得到所述的甲基丙烯酰化葡聚糖。优选地，其中葡聚糖：二甲基亚砜：4-二甲氨基吡啶：甲基丙烯酸缩水甘油酯＝5.0g：50ml：1g：1.5ml。

11、优选地，所述水凝胶溶液ii中，以水的用量计，包含20wt％甲基丙烯酰化甘氨酸(acg)。

12、在其中一些实施例中，所述甲基丙烯酰化甘氨酸(acg)是通过以下方法制备得到的：冰浴条件下，将甘氨酸钠溶于naoh溶液中，然后滴加丙烯酰氯-四氢呋喃溶液到上述溶液，反应，然后洗涤除杂，萃取、干燥浓缩后，将得到的产物溶于水，冻干得到所述的甲基丙烯酰化甘氨酸。优选地，naoh溶液浓度为6m，丙烯酰氯-四氢呋喃溶液中，丙烯酰氯：四氢呋喃＝5.5：10(体积比)，甘氨酸钠：naoh溶液：丙烯酰氯-四氢呋喃溶液＝5g：25ml：15.5ml。

13、优选地，所述水凝胶溶液iii中，以水的用量计，聚乙二醇二丙烯酸酯(pegda)含量为10wt％。

14、在其中一些实施例中，所述聚乙二醇二丙烯酸酯(pegda)是通过以下方法制备得到的：将聚乙二醇在40℃、氮气环境下溶解在无水甲苯中，冷却至室温后加入三乙胺，搅拌均匀后滴加丙烯酰氯，搅拌反应，然后所得聚合物在正己烷中沉淀，沉淀物纯化后，再水溶透析、冻干得到的。优选地，聚乙二醇：无水甲苯：三乙胺：丙烯酰氯＝8g：40ml：1.19ml：0.81ml。

15、本发明的水凝胶溶液i、ii、iii中还可以根据需要进一步加入光引发剂、柠檬黄等。

16、本发明还提供了所述的微针贴片的制备方法，所述微针贴片可通过3d打印固化制备得到的，打印顺序依次为：抗污层、粘附层、微针针尖，打印完成后，水浸去除为完全聚合的单体，干燥脱模后得到所述的微针贴片。

17、本发明的有益效果是：

18、本发明通过设计一种用于心梗治疗微针贴片，针尖负载有红花多糖和血管生长因子模拟肽，基底具有粘附层和抗污层，既能给予损伤组织以机械支持，有效保证药物递送深度，又能良好地黏附在组织表面，同时避免在体内环境中微针贴片和其他组织和器官造成粘连。而且血管生长因子模拟肽能够促进sps发挥其抗氧化作用，可以达到更好的心肌修复效果。