本發(fā)明涉及醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及一種具備抗炎和引流功能的促肛瘺愈合的可注射水凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、肛瘺是一種常見的肛門直腸疾病，其特征是一條連接肛管/直腸和肛周皮膚的異常通道，導(dǎo)致持續(xù)的炎癥，甚至?xí)够及╋L(fēng)險增加。外科手術(shù)通常是瘺管的主要治療方法，同時掛線確保有效的引流。然而，這種方法經(jīng)常由于肛瘺復(fù)雜性而難以進(jìn)行，肛周括約肌在大范圍解剖后可能導(dǎo)致長期難以愈合和災(zāi)難性失禁，復(fù)發(fā)率高達(dá)57%，失禁率高達(dá)52%。因此，制定有效的肛瘺治療策略至關(guān)重要。

2、目前肛瘺的治療選擇包括手術(shù)掛線、生物假體塞和纖維蛋白膠。理想情況下，可以在瘺管中留置彈力線，以促進(jìn)瘺管內(nèi)滲出物的排出，并利用彈力線的收縮力逐漸將瘺管與肛門括約肌分離。然而，彈力線不能填充瘺管，使患處不斷暴露于炎癥刺激下，這可能會促進(jìn)瘺管壁的異常上皮化，阻礙愈合過程。此外，一些材料如生物假體塞和纖維蛋白膠，它們具有良好的生物相容性而被用于填充瘺管，并且無需進(jìn)行大范圍的手術(shù)。然而，這些材料會阻礙填充后滲出物的排出，更容易導(dǎo)致炎癥并發(fā)癥和50%或更低的愈合率。因此，有效填充和充分引流之間的平衡對于肛瘺修復(fù)至關(guān)重要。此外，瘺管的持續(xù)性炎癥病變和異常上皮化主要是由炎癥細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-α（tnf-α）和白細(xì)胞介素-1β（il-1β）在患處積累引起的。不幸的是，目前還沒有有效的臨床治療方法來清除這些炎癥細(xì)胞因子，從根本上減少肛瘺的炎癥。因此，設(shè)計可以同時提供填充和引流性能的抗炎材料是臨床上肛瘺治療非常需要的，仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種具備抗炎和引流功能的促肛瘺愈合的可注射水凝膠的制備方法。

2、本發(fā)明的第二目的在于提供通過上述制備方法制備得到的具備抗炎和引流功能的促肛瘺愈合的可注射水凝膠。

3、本發(fā)明的第三目的在于提供上述水凝膠的應(yīng)用。

4、本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

5、gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

6、向明膠（gelatin，簡稱gel）溶液中加入丙烯酸-n-琥珀酰亞胺酯（acrylic?acidn-hydroxysuccinimide?ester,?簡稱aac-nhs）和丙烯?；?環(huán)糊精（acrylated?β-cyclodextrin,?簡稱ac-β-cd）；然后加入接枝聚（乙烯基芐基三甲基氯化銨）的碳納米管(poly[(ar-vinylbenzyl)trimethylammonium]-grafted?cnt，簡稱cnt -g-pvbtma)，混勻；再加入過硫酸銨（aps），混勻，得到混合物a；將混合物a熱固化成膠，獲得明膠（gel）/丙烯酸-n-琥珀酰亞胺酯（aac-nhs）/丙烯?；?環(huán)糊精（ac-β-cd）摻雜接枝聚（α-乙烯基芐基）三甲基銨的碳納米管(cnt -g-pvbtma)?水凝膠，簡稱為gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠。

7、進(jìn)一步地，所述的明膠溶液含有明膠和水；更進(jìn)一步地，所述的水為去離子水。

8、進(jìn)一步地，所述的明膠溶液中明膠和水的比例為0.5～1?g:5～10?ml；更進(jìn)一步為0.8?g:7.5?ml。

9、進(jìn)一步地，所述的明膠、丙烯酸-n-琥珀酰亞胺酯和丙烯?；?環(huán)糊精的質(zhì)量比為（1～3）:1:1；更進(jìn)一步為2:1:1。

10、進(jìn)一步地，所述的明膠、丙烯酸-n-琥珀酰亞胺酯、丙烯?；?環(huán)糊精和接枝聚（乙烯基芐基三甲基氯化銨）的碳納米管的質(zhì)量比為（4～12）:4:4:1；更進(jìn)一步為8:4:4:1。

11、進(jìn)一步地，所述的溴化碳納米管的制備包括以下步驟：

12、碳納米管（cnt）加入到hno3溶液和h2o的混合物中，混勻，在回流下攪拌反應(yīng)，收集固體得到羧基化碳納米管（cnt-cooh）；用socl2重懸羧基化碳納米管并加熱攪拌反應(yīng)，收集固體得到氯羰基化碳納米管(cnt-cocl)；取氯羰基化碳納米管加入無水乙二醇并加熱攪拌反應(yīng)，收集固體得到羥基化碳納米管（cnt-oh）；將羥基化碳納米管、chcl3、4-二甲氨基吡啶和三乙胺加入至燒瓶中，在0℃和氮氣氣體下，滴加溶于無水chcl3的2-溴-2-甲基丙酰溴，且保持燒瓶的溫度于0℃3小時后置于室溫48小時；

13、更進(jìn)一步地，所述的hno3溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%的hno3溶液，所述的碳納米管、hno3溶液和h2o的比例為：1.9?g:58?ml:7?ml；

14、更進(jìn)一步地，所述的回流下攪拌反應(yīng)為120℃回流下攪拌27h；

15、更進(jìn)一步地，所述的碳納米管和socl2的比例為1.9?g:30?ml；

16、更進(jìn)一步地，所述的socl2重懸羧基化碳納米管并加熱攪拌反應(yīng)中的加熱攪拌為：70℃下攪拌24h；

17、更進(jìn)一步地，所述的碳納米管和無水乙二醇的比例為1.9?g:60?ml；

18、更進(jìn)一步地，所述的加入無水乙二醇并加熱攪拌反應(yīng)中的加熱攪拌為：120℃下攪拌48h；

19、更進(jìn)一步地，所述的羥基化碳納米管、chcl3、4-二甲氨基吡啶和三乙胺的比例為：1.4g:35?ml:0.1g:1.5?ml。

20、進(jìn)一步地，所述的丙烯酰化β-環(huán)糊精的制備包括以下步驟：

21、將β-環(huán)狀糊精（β-cd）加入二甲基甲酰胺（dmf）中；然后加入三乙胺，混勻并冷卻至0℃；然后加入丙烯酸后攪拌，得到混合物b，將所得混合物b滴入丙酮中，得到沉淀；洗滌沉淀，將洗滌后的沉淀干燥，得到丙烯?；?環(huán)糊精；

22、更進(jìn)一步地，所述的二甲基甲酰胺的加入量可溶解β-環(huán)狀糊精的量；再更進(jìn)一步為每10?g?β-環(huán)狀糊精加入150?ml二甲基甲酰胺；

23、更進(jìn)一步地，所述的β-環(huán)狀糊精和三乙胺的比例為10?g:7?ml；

24、更進(jìn)一步地，所述的β-環(huán)狀糊精和丙烯酸的比例為10?g:5?ml；

25、更進(jìn)一步地，所述的加入丙烯酸后攪拌為攪拌12小時；

26、更進(jìn)一步地，所述的洗滌沉淀為用丙酮洗滌沉淀；

27、更進(jìn)一步地，所述的將洗滌后的沉淀干燥包括將洗滌后的沉淀真空干燥。

28、進(jìn)一步地，所述的接枝聚（乙烯基芐基三甲基氯化銨）的碳納米管的制備包括以下步驟：

29、在惰性氣氛下，將溴化碳納米管（cnt-br）、乙烯基芐基三甲基氯化銨（vbtma）、五甲基二亞乙基三胺（pmdeta）和二甲基甲酰胺混勻得到均勻的懸浮液，攪拌；在惰性氣體鼓泡的情況下，再向懸浮液中加入溴化亞銅（cubr），再持續(xù)攪拌得到混合物c；加熱混合物c；使用溶劑稀釋、過濾并洗滌后，干燥得到cnt -g-pvbtma；

30、更進(jìn)一步地，所述的惰性氣體為氮氣氣體；

31、更進(jìn)一步地，所述的溴化碳納米管經(jīng)過超聲處理；再更進(jìn)一步地，所述的溴化碳納米管經(jīng)過超聲處理0.5小時；

32、更進(jìn)一步地，所述的溴化碳納米管和乙烯基芐基三甲基氯化銨的質(zhì)量比為1:14～18；再更進(jìn)一步為1:16；

33、更進(jìn)一步地，所述的溴化碳納米管和五甲基二亞乙基三胺的比例為200?mg:63?μl；

34、更進(jìn)一步地，所述的二甲基甲酰胺的加入量為可將溴化碳納米管和乙烯基芐基三甲基氯化銨混合均勻的量；

35、更進(jìn)一步地，接枝聚（乙烯基芐基三甲基氯化銨）的碳納米管的制備中，所述的攪拌為：轉(zhuǎn)速為500～1000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌0.5～1.5小時；再更進(jìn)一步為攪拌0.5小時，800轉(zhuǎn)/分鐘；

36、更進(jìn)一步地，所述的惰性氣體鼓泡中的惰性氣體與之前惰性氣體所用的氣體一致；

37、更進(jìn)一步地，所述的溴化碳納米管和溴化亞銅的質(zhì)量比為5:(1～1.25)；再更進(jìn)一步為200:43；

38、更進(jìn)一步地，所述的加熱混合物c為使混合物c在60～90℃下加熱10～15小時；再更進(jìn)一步為使混合物c在75℃下加熱12小時；

39、更進(jìn)一步地，所述的溶劑包括二甲基甲酰胺；

40、更進(jìn)一步地，所述的干燥包括冷凍干燥。

41、進(jìn)一步地，所述的丙烯酸-n-琥珀酰亞胺酯和過硫酸銨的質(zhì)量比10:（1～2）；更進(jìn)一步為200:27。

42、進(jìn)一步地，所述的混勻為攪拌并超聲直至完全溶解。

43、進(jìn)一步地，所述的將混合物a熱固化成膠為使混合物a在50～70℃下加熱30～60分鐘；更進(jìn)一步為使混合物a在60℃下加熱45分鐘。

44、進(jìn)一步地，所述的將混合物a熱固化成膠為在烘箱中加熱混合物a使其固化成膠。

45、進(jìn)一步地，所述的洗滌為用去離子水洗滌。

46、進(jìn)一步地，所述的gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠可機(jī)械破碎得到毫米大小的水凝膠水凝膠來使用；更進(jìn)一步地，所述的gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠可使用硅膠管壓碎得到毫米大小的水凝膠來使用；再更進(jìn)一步地，所述的gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠可使用內(nèi)徑為1.2?mm的硅膠管壓碎得到毫米大小的水凝膠來使用。

47、gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠，通過上述制備方法制備得到。

48、gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠在制備治療肛瘺的產(chǎn)品中的應(yīng)用。

49、進(jìn)一步地，所述的治療肛瘺的產(chǎn)品含有g(shù)aa@cnt -g-pvbtma水凝膠；所述的gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠為毫米大小的水凝膠。

50、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：

51、本發(fā)明通過熱聚合和機(jī)械破碎成功地開發(fā)了一類新型的季銨化分子刷接枝可注射水凝膠。得益于cnt -g-pvbtma的摻入，我們的gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠表現(xiàn)出優(yōu)異的抗溶脹性能。由于破碎的多孔結(jié)構(gòu)，我們gaa@cnt -g-pvbtma水凝膠能有效填充瘺管，促進(jìn)滲出物的排出。值得注意的是，我們的水凝膠可以通過靜電相互作用捕獲瘺管的炎癥細(xì)胞因子，并表現(xiàn)出優(yōu)異的抗炎特性。大鼠炎性肛瘺模型證實，我們的水凝膠可以通過減少炎癥和上皮化來有效促進(jìn)瘺管愈合。因此，我們的工作為肛瘺的修復(fù)提供了一種有前景和有效的治療方法。