本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，具體涉及一種生物能量激活的心肌補(bǔ)片及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、心肌梗死是由于冠狀動(dòng)脈阻塞導(dǎo)致心肌缺血、缺氧，進(jìn)而引發(fā)心肌細(xì)胞的壞死和脈管網(wǎng)絡(luò)的不可逆損傷。而心臟需要持續(xù)大量能量來(lái)維持其有規(guī)律的收縮功能。當(dāng)心肌梗死發(fā)生時(shí)，氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)會(huì)突然中斷，導(dǎo)致三磷酸腺苷(atp)的產(chǎn)生顯著下降。能量缺乏和代謝紊亂會(huì)導(dǎo)致心肌組織的不可逆壞死，從而對(duì)心臟功能造成災(zāi)難性的損害。因此，開(kāi)發(fā)一種可生物能量激活促進(jìn)心肌組織再生，心臟功能恢復(fù)的心肌補(bǔ)片具有十分重要的臨床意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種生物能量激活的心肌補(bǔ)片及其制備方法和應(yīng)用，所述生物能量激活的心肌補(bǔ)片通過(guò)無(wú)機(jī)活性離子的釋放和物理形貌調(diào)節(jié)產(chǎn)生的多種生物能量激活信號(hào)刺激線粒體功能，促進(jìn)受損心肌組織再生和心臟功能恢復(fù)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種生物能量激活的心肌補(bǔ)片，所述生物能量激活的心肌補(bǔ)片包括水凝膠基質(zhì)、以及分布于水凝膠基質(zhì)中的生物陶瓷納米顆粒和心肌細(xì)胞。

3、較佳地，所述水凝膠基質(zhì)為甲基丙烯酸酰化明膠、結(jié)冷膠、明膠、海藻酸鈉、殼聚糖中的至少一種；優(yōu)選為甲基丙烯酸?；髂z(gelma)；所述水凝膠基質(zhì)的質(zhì)量濃度為4～10wt％。

4、較佳地，所述生物陶瓷納米顆粒為硅酸鎂、硅酸銅、硅酸鋅、硅酸鈣、硅酸鍶、硅化鐵中的至少一種；優(yōu)選為硅酸鎂；所述生物陶瓷納米顆粒的形貌包括不規(guī)則形狀、納米球或納米管；優(yōu)選地，所述不規(guī)則形狀的尺寸為10～1000nm；所述納米球的直徑為300～600nm；所述納米管的長(zhǎng)度為100～600nm，寬度為5～20nm。

5、較佳地，所述生物陶瓷納米顆粒的含量為水凝膠基質(zhì)質(zhì)量的0.01～10wt％；優(yōu)選地，所述生物陶瓷納米顆粒的含量為水凝膠基質(zhì)質(zhì)量的2～6wt％。

6、較佳地，所述生物能量激活的心肌補(bǔ)片中心肌細(xì)胞的含量為1～5×107個(gè)/ml。

7、第二方面，本發(fā)明提供了一種生物能量激活的心肌補(bǔ)片的制備方法，包括：

8、(1)將生物陶瓷納米顆粒、水凝膠基質(zhì)、光引發(fā)劑和心肌細(xì)胞混合，得到生物墨水；

9、(2)將所得生物墨水經(jīng)3d打印成型并交聯(lián)固化，得到所生物能量激活的心肌補(bǔ)片。

10、較佳地，所述光引發(fā)劑為苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸鋰、2-異丙基硫雜蒽酮、二苯甲酮、苯甲酰甲酸甲酯中的至少一種；優(yōu)選為苯基-2,4,6-三甲基苯甲?；⑺徜嚕桓鼉?yōu)選地，所述光引發(fā)劑的含量為水凝膠基質(zhì)質(zhì)量的1～7wt％。

11、較佳地，所述3d打印成型的參數(shù)包括：設(shè)置料筒的溫度為10～22℃，沉積平臺(tái)溫度為2～10℃，打印針頭為23～30g，針頭移動(dòng)速度為5～10mm/s，擠出壓力為10～100kpa。

12、較佳地，所述交聯(lián)固化成型的時(shí)間為10～40s。

13、第三方面，本發(fā)明提供了一種上述生物能量激活的心肌補(bǔ)片在制備組織/器官修復(fù)材料中的應(yīng)用。

14、有益效果：

15、本發(fā)明所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片有效促進(jìn)體內(nèi)心肌損傷的修復(fù)、心肌組織的再生和心臟功能的恢復(fù)，具有良好的生物活性和生物安全性。

技術(shù)特征：

1.一種生物能量激活的心肌補(bǔ)片，其特征在于，所述生物能量激活的心肌補(bǔ)片包括水凝膠基質(zhì)、以及分布于水凝膠基質(zhì)中的生物陶瓷納米顆粒和心肌細(xì)胞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片，其特征在于，所述水凝膠基質(zhì)為甲基丙烯酸酰化明膠、結(jié)冷膠、明膠、海藻酸鈉、殼聚糖中的至少一種；優(yōu)選為甲基丙烯酸?；髂z；所述水凝膠基質(zhì)的質(zhì)量濃度為4～10wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片，其特征在于，所述生物陶瓷納米顆粒為硅酸鎂、硅酸銅、硅酸鋅、硅酸鈣、硅酸鍶、硅化鐵中的至少一種；優(yōu)選為硅酸鎂；所述生物陶瓷納米顆粒的形貌包括不規(guī)則形狀、納米球或納米管；優(yōu)選地，所述不規(guī)則形狀的尺寸為10～1000nm；所述納米球的直徑為300～600nm；所述納米管的長(zhǎng)度為100～600nm，寬度為5～20nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片，其特征在于，所述生物陶瓷納米顆粒的含量為水凝膠基質(zhì)質(zhì)量的0.01～10wt％；優(yōu)選地，所述生物陶瓷納米顆粒的含量為水凝膠基質(zhì)質(zhì)量的2～6wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片，其特征在于，所述生物能量激活的心肌補(bǔ)片中心肌細(xì)胞的含量為1～5×107個(gè)/ml。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片的制備方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述光引發(fā)劑為苯基-2,4,6-三甲基苯甲?；⑺徜?、2-異丙基硫雜蒽酮、二苯甲酮、苯甲酰甲酸甲酯中的至少一種；優(yōu)選為苯基-2,4,6-三甲基苯甲?；⑺徜?；更優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑的含量為水凝膠基質(zhì)質(zhì)量的1～7wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述3d打印成型的參數(shù)包括：設(shè)置料筒的溫度為10～22℃，沉積平臺(tái)溫度為2～10℃，打印針頭為23～30g，針頭移動(dòng)速度為5～10mm/s，擠出壓力為10～100kpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)固化成型的時(shí)間為10～40s。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片在制備組織/器官修復(fù)材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種生物能量激活的心肌補(bǔ)片及其制備方法和應(yīng)用。所述生物能量激活的心肌補(bǔ)片包括水凝膠基質(zhì)、以及分布于水凝膠基質(zhì)中的生物陶瓷納米顆粒和心肌細(xì)胞。本發(fā)明所述的生物能量激活的心肌補(bǔ)片有效促進(jìn)體內(nèi)心肌損傷的修復(fù)、心肌組織的再生和心臟功能的恢復(fù)，具有良好的生物活性和生物安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：吳成鐵,廖志彬,秦宸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9