本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及納米自組裝水凝膠在手術(shù)防粘連中的用途。

背景技術(shù)：

凡是水溶性或親水性的高分子，通過一定的化學(xué)交聯(lián)或物理交聯(lián)，都可以形成水凝膠。這些高分子按其來源可分為天然和合成兩大類。天然的親水性高分子包括多糖類(淀粉、纖維素、海藻酸、透明質(zhì)酸，殼聚糖等)和多肽類(膠原、聚l-賴氨酸、聚l-谷胺酸等)。合成的親水高分子包括醇、丙烯酸及其衍生物類(聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚n-聚代丙烯酰胺等)。

自組裝多肽水凝膠是多肽分子之間通過氫鍵、靜電相互作用、疏水相互作用等非共價鍵自發(fā)完成組裝，形成孔隙均勻的，含水豐富的三維框架材料。水凝膠材料是完美的細胞培養(yǎng)材料，可促進細胞遷移、刺激細胞再生等，有極其廣泛的醫(yī)用價值：例如可以加速傷口愈合；內(nèi)科、外科、口腔等手術(shù)后的止血；促進軟骨組織、硬骨組織、神經(jīng)細胞組織的再生；牙齦組織的修復(fù)和再生以及燒傷、凍傷皮膚組織的再生等。皮膚細胞的遷移是維持年輕外觀的關(guān)鍵因素，因此可以利用水凝膠的特性開發(fā)新一代美容行業(yè)的應(yīng)用材料和日常皮膚護理材料，可用于整容等美容手術(shù)后的皮膚修復(fù)和再生，加速皮膚表層的細胞更新，保持皮膚的光澤和彈性。

多肽水凝膠是一種采用天然氨基酸合成的多肽，多肽在一定濃度的鹽離子中可自發(fā)組裝成納米纖維，在生理條件下進一步交聯(lián)，形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水凝膠。

據(jù)文獻報道，多肽水凝膠主要用于細胞3d培養(yǎng)，細胞3d培養(yǎng)是指將具有三維結(jié)構(gòu)的不同載體與不同種類的細胞在體外共同培養(yǎng)，使細胞能夠在載體的三維立體空間結(jié)構(gòu)中遷移、生長，構(gòu)成三維的細胞-載體復(fù)合物。三維培養(yǎng)結(jié)構(gòu)作為體外無細胞系統(tǒng)及單層細胞系統(tǒng)的研究與組織器官及整體研究的橋梁，顯示了它既能保留體內(nèi)細胞微環(huán)境的物質(zhì)及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，又能展現(xiàn)細胞培養(yǎng)的直觀性及條件可控性的優(yōu)勢。

傳統(tǒng)的單層細胞培養(yǎng)技術(shù)，由于細胞在體外改變的環(huán)境下增生逐漸喪失了原有的性狀，在很多情況下所得到的研究結(jié)果和體內(nèi)的情況不符合。動物實驗又不具備直觀性和可控性。3d細胞培養(yǎng)既具有二維培養(yǎng)的直觀性和條件可控性，又可模擬細胞在體內(nèi)的生長狀態(tài)。多 肽水凝膠在細胞3d培養(yǎng)中的應(yīng)用到目前為止是最為廣泛的。但目前尚沒有多肽水凝膠應(yīng)用于臨床防粘連的報道。

現(xiàn)有技術(shù)中用于臨床手術(shù)中防粘連的墊棉，如teflon棉在實際應(yīng)用中存在缺陷，包括如1、容易與周圍組織發(fā)生粘連；2、刺激神經(jīng)導(dǎo)致無效；3、粘連神經(jīng)導(dǎo)致復(fù)發(fā)；4、影響神經(jīng)脫髓鞘的修復(fù)。對于上述的問題，通常解決的方法包括：1.完善墊棉、2.制作新的墊棉，這個相對較難且在短時間內(nèi)無法完成；3.在墊棉與神經(jīng)之間增加隔離材料，隔離材料需要滿足以下特點：相容性好、對神經(jīng)刺激較小、不粘連、可吸收、塑形好。

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明由此而來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的第一方面技術(shù)問題是提供一種納米自組裝水凝膠在手術(shù)防粘連材料中的用途。

本發(fā)明一優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的納米自組裝水凝膠在人工硬腦膜材料中的用途。

本發(fā)明一優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的納米自組裝水凝膠在顱神經(jīng)手術(shù)防粘連材料中的用途。

本發(fā)明一優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的納米自組裝水凝膠在防止手術(shù)軟組織間發(fā)生粘連的材料中的用途。

本發(fā)明一優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的納米自組裝水凝膠為多肽自組裝水凝膠；優(yōu)選地所述的納米自組裝水凝膠為rada16-1多肽水溶液或其鹽的衍生物水溶液，rada16-1氨基酸序列為:ac-(rada)4-nh2。

所述的納米自組裝水凝膠為多肽水溶液或其鹽的衍生物水溶液，且其濃度為0.1w/v％-50w/v％質(zhì)量體積濃度；優(yōu)選為0.1w/v％-10w/v％質(zhì)量體積濃度；更優(yōu)選為0.1w/v％-2w/v％質(zhì)量體積濃度；更優(yōu)選為1w/v％質(zhì)量體積濃度。

所述的自組裝多肽水凝膠為rada16-1多肽在一定濃度的鹽離子或在人體組織液中自發(fā)組裝成納米纖維，進一步交聯(lián)形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水凝膠。

本發(fā)明的第二方面是提供一種用于手術(shù)中的防粘連材料，其包含納米自組裝水凝膠。

所述防粘連材料為人工硬腦膜；所述防粘連材料為用于顱神經(jīng)手術(shù)防粘連材料；所述防粘連材料為防止手術(shù)軟組織間發(fā)生粘連的材料。

本發(fā)明一優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的納米自組裝水凝膠為多肽自組裝水凝膠；優(yōu)選地所述的納米自組裝水凝膠為rada16-1多肽水溶液或其鹽的衍生物水溶液，rada16-1氨基酸序列為:ac-(rada)4-nh2。

所述的納米自組裝水凝膠為多肽水溶液或其鹽的衍生物水溶液，且其濃度為0.1w/v％-50w/v％質(zhì)量體積濃度；優(yōu)選為0.1w/v％-10w/v％質(zhì)量體積濃度；更優(yōu)選為0.1w/v％-2w/v％質(zhì)量體積濃度；更優(yōu)選為1w/v％質(zhì)量體積濃度。

所述的自組裝多肽水凝膠為rada16-1多肽在一定濃度的鹽離子或在人體組織液中自發(fā)組裝成納米纖維，進一步交聯(lián)形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水凝膠。

rada是張曙光教授等在1993年發(fā)現(xiàn)的一種可以自我組裝的離子互補型多肽，并用其合成了水凝膠。rada中的rada16-1是目前最常用的自組裝多肽，其氨基酸序列為:ac-(rada)4-nh2，它可以形成β折疊，通過自組裝形成納米纖維，進一步形成支架水凝膠，含水量可超過99.5％。

自組裝肽段rada16-1是一種離子互補肽，含有16個氨基酸，分子長度大約為5nm，其組成出現(xiàn)極性和非極性氨基酸殘基交替；側(cè)鏈分為兩部分，一個為極性的，另一個為非極性的；內(nèi)部的非極性殘基通過疏水作用形成分子間的相互作用，帶正、負電荷的殘基通過離子互補鍵在分子間也形成相互作用，從而最終自組裝形成納米纖維。

多肽水凝膠的特點和優(yōu)點：

(1)該多肽可通過人工設(shè)計、合成而獲得；

(2)多肽序列本身來源于自然界，與生物體作用無免疫反應(yīng)和毒副作用；

(3)通過多肽序列上的氨基或竣基，很容易對多肽序列進行修飾與修改；

(4)具備非常好的表面活性和生物相容性；

(5)易于被生物降解，且降解后產(chǎn)物是氨基酸單體，非但無毒，而且還可以作為生物體的營養(yǎng)物質(zhì)。

本發(fā)明中，術(shù)語“顱神經(jīng)手術(shù)”，主要指針對顱神經(jīng)疾病的外科手術(shù)，顱神經(jīng)疾病主要包括三叉神經(jīng)痛、面肌痙攣、舌咽神經(jīng)痛、面癱、咬肌痙攣、眼瞼痙攣、梅杰綜合征、痙攣性斜頸、面部麻木、耳鳴、眩暈、視力視野障礙、復(fù)視等。這些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)和機理是血管壓迫顱神經(jīng)造成神經(jīng)脫髓鞘而造成的?，F(xiàn)有技術(shù)主要采用血管減壓手術(shù)即在血管與顱神經(jīng)間置入隔離材料---teflon棉，使血管不能壓迫神經(jīng)而達到預(yù)期療效，如：1、癥狀緩 解：血管不能復(fù)位、墊棉不刺激神經(jīng)、沒有新的壓迫出現(xiàn)；2、神經(jīng)功能恢復(fù)：髓鞘在結(jié)構(gòu)上修復(fù)、外界因素輔助、墊棉不影響修復(fù)。但teflon棉在實際應(yīng)用中存在容易與周圍組織發(fā)生粘連、刺激神經(jīng)導(dǎo)致無效、粘連神經(jīng)導(dǎo)致復(fù)發(fā)等缺陷。本發(fā)明的自組裝多肽水凝膠完全可以達到上述要求，用于顱神經(jīng)疾病的治療。

本發(fā)明用于手術(shù)中的納米自組裝水凝膠為多肽水溶液，優(yōu)選為1％(w/v)質(zhì)量體積濃度，成分明確，無動物異源蛋白與病原體，可有效避免不確定成分對細胞的影響和損害；納米自組裝水凝膠在體內(nèi)可自然降解成氨基酸，對細胞生長無毒無害，具有極好的生物相容性；納米自組裝水凝膠外觀呈透明狀，易于對細胞生長狀態(tài)進行觀察與研究，且操作方便。

水凝膠在人工硬腦膜中的應(yīng)用：

顱腦外傷、顱腦腫瘤等手術(shù)后常常造成不規(guī)則的腦創(chuàng)面，同時由于腦水腫或者自身硬腦膜缺損的原因，手術(shù)結(jié)束時需要人工硬腦膜將腦創(chuàng)面覆蓋，目前的人工硬腦膜對于覆蓋規(guī)則的腦創(chuàng)面基本能達到臨床的要求，但是在不規(guī)則腦創(chuàng)面上的應(yīng)用效果還不太理想，主要是由于現(xiàn)有的人工硬腦膜的組織貼敷性能不佳。本發(fā)明則利用水凝膠組織相容性好、對神經(jīng)組織刺激性小、不粘連、可吸收、尤其是塑形好的特性，將水凝膠噴散在不規(guī)則的腦創(chuàng)面上能夠完全貼敷和覆蓋，從而發(fā)揮保護腦組織和防止局部粘連的作用，水凝膠的這種特性尤其適合應(yīng)用在顱腦外傷手術(shù)中的腦創(chuàng)面覆蓋和硬腦膜的修復(fù)。

水凝膠在顱神經(jīng)疾病治療中的應(yīng)用：

顱神經(jīng)疾病的發(fā)病原理是血管壓迫顱神經(jīng)造成神經(jīng)脫髓鞘而造成臨床癥狀，如三叉神經(jīng)痛、面肌痙攣、舌咽神經(jīng)痛、面癱等，現(xiàn)臨床應(yīng)用的方法主要是在血管與顱神經(jīng)間置入防隔離的材料-teflon棉，但是該材料常會造成與周圍的組織發(fā)生粘連，使病情復(fù)發(fā)，影響神經(jīng)脫髓鞘的修復(fù)。本發(fā)明則利用水凝膠相容性好、對神經(jīng)刺激性小、不粘連、可吸收、塑形好的特性，在墊棉與神經(jīng)之間注入多肽自組裝水凝膠，使其不能發(fā)生粘連從而促進神經(jīng)脫髓鞘的修復(fù)。

水凝膠在軟組織中，特別是四肢軟組織中的應(yīng)用：

人體的軟組織中混合有神經(jīng)和血管，軟組織本身的缺血性改變、嚴(yán)重糖尿病引起的軟組織營養(yǎng)不良、軟組織外傷或燒傷等多種原因都可以導(dǎo)致軟組織的粘連，比如臨床上常見的糖尿病后期出現(xiàn)的四肢神經(jīng)與周圍組織之間的粘連，已經(jīng)成為導(dǎo)致肢體功能障礙甚至截肢的重要原因，目前的治療也是采用分離粘連、松解神經(jīng)、恢復(fù)組織血供和防止術(shù)后再次 粘連為主要的治療方法。但是，至今還缺少非常有效的防止軟組織間粘連發(fā)生的措施。因此，如何防止手術(shù)后組織間的這種粘連一直是神經(jīng)外科醫(yī)生、整形外科醫(yī)生和骨科醫(yī)生面臨的難題。本發(fā)明則利用水凝膠組織相容性好、對組織刺激性小、不粘連、可吸收、尤其是吸收時間可控和減少組織間粘連的特性，將水凝膠噴散在手術(shù)創(chuàng)面上或者周圍神經(jīng)四周，從而發(fā)揮防止局部粘連和促進神經(jīng)功能恢復(fù)的作用，正因為水凝膠的這種防粘連特性，可以將其應(yīng)用在絕大多數(shù)涉及軟組織的外科手術(shù)中。

附圖說明

圖1為多肽水凝膠原子力顯微鏡拍攝的納米纖維結(jié)構(gòu)圖。

圖2為多肽rada16-1的原子結(jié)構(gòu)圖。

圖3a顯示沒有植入人工硬腦膜的顱腦創(chuàng)傷手術(shù)后腦創(chuàng)傷表面發(fā)生嚴(yán)重粘連；圖3b顯示植入人工硬腦膜的顱腦創(chuàng)傷手術(shù)后腦創(chuàng)傷表面光整，腦皮層與皮下組織間無明顯粘連。

圖4a顯示人工硬腦膜修補硬腦膜缺損示意圖；圖4b顯示顱腦外科手術(shù)中人工硬腦膜修補硬腦膜缺損。

圖5為明膠海綿處理組的兔顳葉示意圖，圖5a顯示在硬腦膜缺損區(qū)形成一層不規(guī)則的膜樣組織；圖5b顯示新生的膜樣組織與顳葉皮層間粘連明顯，而且顳葉表面高低不等、外觀不規(guī)則，皮層沒有修復(fù)不佳。

圖6為水凝膠處理組的兔顳葉示意圖，圖6a顯示在顳葉表面的硬腦膜缺損區(qū)形成了一層膠樣保護膜；圖6b顯示切開膠樣保護膜后發(fā)現(xiàn)顳葉與膠樣保護膜之間沒有粘連，分界清楚，容易分離；圖6c顯示顳葉表面光滑修復(fù)完好。

圖7為teflon處理的面神經(jīng)外觀示意圖。

圖8為水凝膠處理的面神經(jīng)外觀示意圖。圖8a為腦干及面神經(jīng)根正面觀，圖8b為腦干及面神經(jīng)根側(cè)面觀。

具體實施方式：

為進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明優(yōu)選方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

聚酯纖維滌綸棉(購于北京佰仁醫(yī)療科技有限公司)；rada16-1多肽水凝膠粉劑(上海淘普生物科技有限公司合成)；新西蘭大白兔(上海交通大學(xué)動物實驗中心)。

rada16-1多肽水凝膠粉劑由上海淘普生物科技有限公司合成，10mg/管，純度99.9％。

使用時按照0.1％-10％(w/v)的多肽和90％-99.9％(w/v)的水組成進行制備，優(yōu)選地由0.1％-1％(w/v)的多肽和90％-99.9％(w/v)的水組成進行制備；更優(yōu)選地由1％(w/v)的多肽和99％(w/v)的水組成進行制備。

實施例1

準(zhǔn)確稱量1mg的rada16-1多肽水凝膠粉劑，將其倒入無菌管中，用移液槍吸取1ml滅菌水，輕輕混勻備用，即得到0.1％的多肽水凝膠。

實施例2

準(zhǔn)確稱量10mg的rada16-1多肽水凝膠粉劑，將其倒入無菌管中，用移液槍吸取1ml滅菌水，輕輕混勻備用，即得到1％的多肽水凝膠。

實施例3納米自組裝水凝膠在人工硬腦膜材料中的用途

顱腦創(chuàng)傷的治療方法是打開腦組織清除血腫、修復(fù)硬腦膜缺損，但手術(shù)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)腦表面挫傷滲血、硬腦膜缺損無法縫合，為手術(shù)的順利進行造成障礙，如圖3a、3b所示。

為了解決上述問題，現(xiàn)多采用腦硬膜來進行覆蓋或縫合，如圖4a、4b所示。這種硬腦膜的修復(fù)雖然可以起到隔離、防止粘連的作用，但還存在多種不足：塑形性不夠；貼敷性不夠；異物(不吸收、吸水后增厚)；無止血作用；無促進神經(jīng)功能修復(fù)作用。

將上述按照實施例2制備的自組裝多肽水凝膠制作成液態(tài)的人工硬腦膜，將其噴散在腦表面，既能止血、自我組裝覆蓋創(chuàng)面，又可促進神經(jīng)功能的修復(fù)，使用也較為方便。需要具有塑形性好、貼敷性好、可吸收、置入后不增厚、有止血作用、有促進神經(jīng)功能修復(fù)作用、使用方便的特點。

實施例4新西蘭大白兔顳葉損傷模型：

1、取健康新西蘭大白兔一只，稱重(重量3kg左右)，用10％水合氯醛(5ml/kg)腹腔注射麻醉，顳部備皮，準(zhǔn)備手術(shù)器械。

2、大白兔側(cè)臥于操作臺上，固定。消毒、鋪巾，顳部作一直切口，暴露顱骨。牙科鉆磨除顳骨，骨窗直徑約1cm。切開硬膜，運用注射器針頭挫傷腦皮質(zhì)并電凝止血。對照組加入明膠海綿，實驗組則在損傷表面涂上實施例2制備的水凝膠?？p合皮膚。

二、顳葉損傷動物取材：

1、灌注：將需取材動物用10％水合氯醛(5ml/kg)腹腔注射麻醉；

2、取材：原切口切開皮膚、肌層，顯露骨窗，沿骨窗將顳骨完全打開，暴露雙側(cè)顳葉，觀察損傷處顳葉，將損傷處及其周圍0.5cm處正常顳葉切取送病理。

三、試驗結(jié)果

該實驗分為實驗組和對照組，其中1號兔為對照組，2、3、4號兔為實驗組，實驗結(jié)果如下：

1號兔，皮層損傷加明膠海綿：開顱后發(fā)現(xiàn)圓形損傷創(chuàng)口，直徑約1cm，表層組織覆蓋，并整體與腦組織(腦膜)粘連。剝離取創(chuàng)口和以下組織腦組織，剝離前結(jié)果如圖5所示。

2號兔，皮層損傷加水凝膠：開顱后發(fā)現(xiàn)圓形損傷創(chuàng)口，直徑約0.5cm，表層組織覆蓋，整體與腦組織(腦膜)無粘連，創(chuàng)口下方腦組織表面光滑，顏色微黃(擬水凝膠)。剝離取創(chuàng)口和以下組織腦組織，剝離前結(jié)果如圖6a所示。

3號兔，皮層損傷加水凝膠：開顱后發(fā)現(xiàn)圓形損傷創(chuàng)口，直徑約0.4cm，表層組織覆蓋，整體與腦組織(腦膜)無粘連，創(chuàng)口下方腦組織表面光滑，顏色微黃(擬水凝膠)。剝離取創(chuàng)口和以下組織腦組織，剝離前結(jié)果如圖6b所示。

4號兔：皮層損傷加水凝膠：開顱后發(fā)現(xiàn)圓形損傷創(chuàng)口，直徑約0.4cm，表層組織覆蓋，整體與腦組織(腦膜)無粘連，創(chuàng)口下方腦組織表面光滑，顏色微黃(擬水凝膠)。剝離取創(chuàng)口和以下組織腦組織，剝離前結(jié)果如圖6c所示。

實施例5

一、面神經(jīng)周圍植入teflon、水凝膠模型的制作：

1、取健康新西蘭大白兔一只，稱重(重量3kg左右)，用10％水合氯醛(5ml/kg)腹腔注射麻醉，枕部備皮，準(zhǔn)備手術(shù)器械；

2、大白兔左側(cè)臥于操作臺上，固定。消毒、鋪巾，左側(cè)枕顳部弧形切口。切開皮膚、肌層，向外側(cè)分離皮肌瓣并牽開，暴露枕骨大孔及橫竇、乙狀竇對應(yīng)顱骨。

3、牙科鉆磨除枕骨，并運用持針器擴大骨窗，上方到橫竇，下方至枕骨大孔，外側(cè)到乙狀竇，內(nèi)側(cè)至中線，止血。切開硬膜，釋放腦脊液，將右側(cè)小腦半球小心牽開，松解蛛網(wǎng)膜，逐漸顯露面神經(jīng)。

4、對照組白兔的面神經(jīng)周圍植入teflon棉；實驗組的面神經(jīng)周圍植入teflon棉，并在面神經(jīng)與teflon棉間注入0.5ml水凝膠。止血后逐層縫合肌肉、皮膚。

二、面神經(jīng)周圍teflon、水凝膠動物取材：

1、灌注：將需取材動物用10％水合氯醛(5ml/kg)腹腔注射麻醉；

2、開腹，暴露腹主動脈、下腔靜脈以備灌注時阻斷用。

開胸暴露心臟，行左心室穿刺并留置穿刺鞘。首先用肝素生理鹽水250毫升灌注，沖出血管內(nèi)血液；然后運用甲醛250毫升灌注固定(灌注時阻斷腹主動脈、下腔靜脈，以便顱內(nèi)灌注更充分)。

3、取材：原切口切開皮膚、肌層，顯露骨窗，沿骨窗將枕骨完全打開，暴露雙側(cè)小腦、腦干(去除顱骨時避免腦干、神經(jīng)破壞)。去除小腦半球，顯露雙側(cè)面神經(jīng)全長，觀察后切取面神經(jīng)全長(出腦干端及進入內(nèi)聽道端)及周圍粘連組織，完整取出后送病理。同樣切取對側(cè)面神經(jīng)及周圍組織送病理。

三、試驗結(jié)果

該實驗分為實驗組和對照組，其中1號兔為對照組，2、3號兔為實驗組，剝離后實驗結(jié)果如下：

1號兔，面神經(jīng)teflon：開顱剝離暴露面神經(jīng)和腦干，發(fā)現(xiàn)右側(cè)面神經(jīng)根部明顯粘連，似包裹teflon墊片。左側(cè)根部完整無粘連；剝離后如圖7所示。

2號兔，面神經(jīng)teflon加水凝膠：開顱剝離暴露面神經(jīng)和腦干，發(fā)現(xiàn)右側(cè)面神經(jīng)根部無明顯粘連，神經(jīng)完好，周邊取出片狀凝固水凝膠，約0.3cm³。左側(cè)根部完整無粘連，剝離后如圖8a所示。

3號兔，面神經(jīng)teflon加水凝膠：開顱剝離暴露面神經(jīng)和腦干，發(fā)現(xiàn)右側(cè)面神經(jīng)根部輕度粘連，神經(jīng)完好，周邊取出少量凝固水凝膠。左側(cè)根部完整無粘連。(該只兔子右側(cè)神經(jīng)發(fā)生輕度粘連可能與停留在神經(jīng)周邊的水凝膠量較少有關(guān))，剝離后如圖8b所示。