本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種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。

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(lái)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(jià)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(xì)胞培養(yǎng)材料，可促進(jìn)細(xì)胞遷移、刺激細(xì)胞再生等，有極其廣泛的醫(yī)用價(jià)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(jìn)軟骨組織、硬骨組織、神經(jīng)細(xì)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(xì)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(hù)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(xì)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?xiàng)l件下進(jìn)一步交聯(lián)，形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水凝膠。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，多肽水凝膠主要用于細(xì)胞3d培養(yǎng)，細(xì)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(xì)胞在體外共同培養(yǎng)，使細(xì)胞能夠在載體的三維立體空間結(jié)構(gòu)中遷移、生長(zhǎng)，構(gòu)成三維的細(xì)胞-載體復(fù)合物。三維培養(yǎng)結(jié)構(gòu)作為體外無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)及單層細(xì)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(xì)胞微環(huán)境的物質(zhì)及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，又能展現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)的直觀性及條件可控性的優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)的單層細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，由于細(xì)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)又不具備直觀性和可控性。3d細(xì)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(xì)胞在體內(nèi)的生長(zhǎng)狀態(tài)。多 肽水凝膠在細(xì)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(bào)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(shí)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(wú)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(duì)于上述問題，通常的解決方法包括：1.完善墊棉；2.制作新的墊棉，這個(gè)相對(duì)較難且在短時(shí)間內(nèi)無(wú)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(diǎn)：相容性好、對(duì)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(lái)。

技術(shù)實(shí)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(jìn)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顱神經(jīng)手術(shù)中防粘連材料，其包含納米自組裝水凝膠。

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(jìn)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(bǔ)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，可形成β折疊，通過自組裝形成納米纖維，進(jìn)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(bǔ)肽，含有16個(gè)氨基酸，分子長(zhǎng)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(gè)為極性的，另一個(gè)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(fù)電荷的殘基通過離子互補(bǔ)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(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

(1)該多肽可通過人工設(shè)計(jì)、合成而獲得；

(2)多肽序列本身來(lái)源于自然界，與生物體作用無(wú)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(duì)多肽序列進(jìn)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(wú)毒，而且還可以作為生物體的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“顱神經(jīng)手術(shù)”，主要指針對(duì)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(jī)理是血管壓迫顱神經(jīng)造成神經(jīng)脫髓鞘而造成的。現(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(dá)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(shí)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(wú)效、粘連神經(jīng)導(dǎo)致復(fù)發(fā)等缺陷。將本發(fā)明所述的自組裝多肽水凝膠完全可以達(dá)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(wú)動(dòng)物異源蛋白與病原體，可有效避免不確定成分對(duì)細(xì)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(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)無(wú)毒無(wú)害，具有極好的生物相 容性。

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(huì)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(duì)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(jìn)神經(jīng)脫髓鞘的修復(fù)。

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3為teflon處理的面神經(jīng)外觀示意圖。

圖4為水凝膠處理的面神經(jīng)外觀示意圖。圖4a為腦干及面神經(jīng)根正面觀，圖4b為腦干及面神經(jīng)根側(cè)面觀。

具體實(shí)施方式：

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

聚酯纖維滌綸棉(購(gòu)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)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(shí)按照0.1％-10％(w/v)的多肽和90％-99.9％(w/v)的水組成進(jìn)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(jìn)行制備；更優(yōu)選地由1％(w/v)的多肽和99％(w/v)的水組成進(jìn)行制備。

實(shí)施例1

準(zhǔn)確稱量1mg的rada16-1多肽水凝膠粉劑，將其倒入無(wú)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(shí)施例2

準(zhǔn)確稱量10mg的rada16-1多肽水凝膠粉劑，將其倒入無(wú)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(shí)施例3

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(tái)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(duì)應(yīng)顱骨。

3、牙科鉆磨除枕骨，并運(yùn)用持針器擴(kuò)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(duì)照組白兔的面神經(jīng)周圍植入teflon棉；實(shí)驗(yàn)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(dòng)物取材：

1、灌注：將需取材動(dòng)物用10％水合氯醛(5ml/kg)腹腔注射麻醉；

2、開腹，暴露腹主動(dòng)脈、下腔靜脈以備灌注時(shí)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(yùn)用甲醛250毫升灌注固定(灌注時(shí)阻斷腹主動(dòng)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(shí)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(zhǎng)，觀察后切取面神經(jīng)全長(zhǎng)(出腦干端及進(jìn)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(duì)側(cè)面神經(jīng)及周圍組織送病理。

三、試驗(yàn)結(jié)果

該實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，其中1號(hào)兔為對(duì)照組，2、3號(hào)兔為實(shí)驗(yàn)組，剝離后實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

1號(hào)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(wú)粘連；剝離后如圖3所示。

2號(hào)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(wú)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(wú)粘連，剝離后如圖4a所示。

3號(hào)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(wú)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4b所示。