本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、心血管病是目前世界范圍內(nèi)因病致死的首要原因。隨著人口老齡化加速等原因，心血管病發(fā)病率和死亡率仍在升高，疾病負(fù)擔(dān)下降的拐點(diǎn)尚未出現(xiàn)。盡管心臟手術(shù)、心臟介入和藥物治療等方面取得了顯著進(jìn)步，但是目前幾乎所有的治療均無法完全恢復(fù)心臟功能。組織修復(fù)過程中電刺激展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。電刺激可以增強(qiáng)或改變神經(jīng)元功能，在神經(jīng)性疾病中已經(jīng)廣泛用于臨床試驗(yàn)。2023年nature?medicine報(bào)道向脊髓輸送電刺激的植入物極大地改善了一名晚期帕金森病患者的活動能力。此外，電刺激在骨修復(fù)、創(chuàng)面愈合等方面也具有高度應(yīng)用價(jià)值。2010年circulation報(bào)道研究人員在豬的心梗模型中將起搏器導(dǎo)線縫合在心梗區(qū)域的心外膜表面，并連接外部起搏器給予慢性局部高頻電刺激。電刺激梗死心肌組織能夠通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的活性抑制心梗區(qū)域的纖維化，從而改善心功能。

2、但是，鑒于心臟獨(dú)特的解剖位置以及心臟搏動的特性，對梗死心肌的局部電刺激非常困難。傳統(tǒng)的電刺激依賴于侵入性的電極植入，并通過連接外部電極產(chǎn)生電刺激，需要患者長期攜帶，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。電極的長期植入還會導(dǎo)致潛在的毒性和感染風(fēng)險(xiǎn)。因此，開發(fā)非接觸式的電刺激系統(tǒng)，對于電刺激梗死心肌組織具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過超聲產(chǎn)生的機(jī)械能無線驅(qū)動貼附于心肌梗死區(qū)域的plla薄膜心肌補(bǔ)片、摻雜鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜心肌補(bǔ)片或注射在心肌梗死區(qū)域的鈮酸鉀鈉納米顆粒產(chǎn)生電場，從而電刺激梗死的心肌組織，實(shí)現(xiàn)了梗死心肌組織的無接觸式電刺激，促進(jìn)心肌梗死修復(fù)，抑制心室重構(gòu)，避免了傳統(tǒng)的電刺激依賴于侵入性的電極植入，需要患者長期攜帶進(jìn)而影響患者生活質(zhì)量的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，所述非接觸電刺激組件為plla薄膜、鈮酸鉀鈉納米顆?；驌诫s鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜，所述非接觸電刺激組件通過超聲無線驅(qū)動產(chǎn)生電場進(jìn)而電刺激梗死的心肌組織。

3、本發(fā)明開發(fā)plla薄膜、鈮酸鉀鈉納米顆?；驌诫s鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜，并應(yīng)用于制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)；可通過超聲非接觸式無線驅(qū)動貼附于心肌梗死區(qū)域的plla薄膜心肌補(bǔ)片、摻雜鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜心肌補(bǔ)片或注射在心肌梗死區(qū)域的鈮酸鉀鈉納米顆粒產(chǎn)生電場，將超聲機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電場，進(jìn)而電刺激梗死的心肌組織，促進(jìn)心肌梗死修復(fù)，抑制心室重構(gòu)，僅需將超聲探頭貼近胸部外表即可，避免了傳統(tǒng)的電刺激依賴于侵入性的電極植入，并通過連接外部電極產(chǎn)生電刺激，需要患者長期攜帶進(jìn)而影響患者生活質(zhì)量的問題；同時(shí)，可以根據(jù)需求給予心肌組織不同模式的電刺激，應(yīng)用靈活。

4、本發(fā)明plla薄膜、鈮酸鉀鈉納米顆粒均屬于不含鉛、生物相容性好、可降解的壓電材料，具有更大的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。

5、進(jìn)一步的，所述plla薄膜或摻雜鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜的制備方法為：

6、s1、將a組分溶解在二甲基酰胺(dmf)和二氯甲烷(dcm)的混合物中，得到紡絲液，其中，所述a組分為plla粉末或plla粉末與鈮酸鉀鈉納米顆粒的混合物；

7、s2、將紡絲液通過靜電紡絲法進(jìn)行靜電紡絲，得到plla薄膜或摻雜鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜。

8、進(jìn)一步的，所述二甲基酰胺和二氯甲烷的體積比為(1-5)：1，優(yōu)選為3:2。

9、進(jìn)一步的，所述紡絲液中plla的質(zhì)量濃度為5wt％-10wt％，優(yōu)選為8wt％。

10、進(jìn)一步的，所述紡絲液中鈮酸鉀鈉納米顆粒的質(zhì)量濃度為0wt％-2wt％，優(yōu)選為1wt％。

11、進(jìn)一步的，所述靜電紡絲的電場強(qiáng)度為為10kv-20kv，收集輥筒的轉(zhuǎn)速為1000r/min-2000r/min，其中，電場強(qiáng)度優(yōu)選為10kv，收集輥筒轉(zhuǎn)速優(yōu)選為1500r/min。

12、進(jìn)一步的，所述鈮酸鉀鈉納米顆粒的制備方法為：將五氧化二鈮加入堿的水溶液中得到反應(yīng)液，在反應(yīng)液中放入生長基底，于150-250℃反應(yīng)10-30h，在生長基底表面生成鈮酸鉀鈉納米顆粒，其中溫度優(yōu)選為190℃，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為24h。

13、進(jìn)一步的，所述生長基底為硅片或石英襯底。

14、進(jìn)一步的，所述堿的水溶液的濃度為4mol/l-8mol/l，所述堿為摩爾比為(0.5-2)：1的koh和naoh的混合物，其中，堿的水溶液的濃度優(yōu)選為5mol/l，koh和naoh的摩爾比優(yōu)選為1:1。

15、進(jìn)一步的，所述反應(yīng)液中五氧化二鈮的濃度為0.05g/l-0.2g/l。

16、進(jìn)一步的，所述plla薄膜及摻雜鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜的厚度為500-1000μm。

17、進(jìn)一步的，所述鈮酸鉀鈉納米顆粒溶解于生理鹽水中形成質(zhì)量體積比為0.5％-2％的注射藥物，所述注射藥物的用量為10-15μl。

18、進(jìn)一步的，所述超聲無線驅(qū)動具體為：將頻率為100-1000khz、循環(huán)數(shù)為100-1000個(gè)、周期為0.5-2s、電壓為1-10v的電信號經(jīng)功率放大器放大80-120倍后的輸入超聲探頭并靠近所述電刺激組件。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、本發(fā)明非接觸電刺激組件中的plla薄膜和鈮酸鉀鈉納米顆粒均為不含鉛、生物相容性好、可降解的壓電材料，具有更大的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。

21、本發(fā)明非接觸電刺激組件可通過超聲非接觸式無線驅(qū)動產(chǎn)生電場，將超聲機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電場，進(jìn)而電刺激梗死的心肌組織，促進(jìn)心肌梗死修復(fù)，抑制心室重構(gòu)，避免了傳統(tǒng)的電刺激依賴于侵入性的電極植入，需要患者長期攜帶進(jìn)而影響患者生活質(zhì)量的問題；可以根據(jù)需求給予心肌組織不同模式的電刺激，應(yīng)用靈活。此外，本發(fā)明為臨床無線起搏器等裝置提供了新思路。

技術(shù)特征：

1.一種非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述非接觸電刺激組件為plla薄膜、鈮酸鉀鈉納米顆粒或摻雜鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜，所述非接觸電刺激組件通過超聲無線驅(qū)動產(chǎn)生電場進(jìn)而電刺激梗死的心肌組織。

2.如權(quán)利要求1所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述plla薄膜或摻雜鈮酸鉀鈉納米顆粒的plla薄膜的制備方法為：

3.如權(quán)利要求2所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述二甲基酰胺和二氯甲烷的體積比為(1-5)：1。

4.如權(quán)利要求2所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述紡絲液中plla的質(zhì)量濃度為5wt％-10wt％。

5.如權(quán)利要求2所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述紡絲液中鈮酸鉀鈉的質(zhì)量濃度為0wt％-2wt％。

6.如權(quán)利要求2所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述靜電紡絲的電場強(qiáng)度為為10kv-20kv，收集輥筒的轉(zhuǎn)速為1000r/min-2000r/min。

7.如權(quán)利要求1所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述鈮酸鉀鈉納米顆粒的制備方法為：將五氧化二鈮加入堿的水溶液中得到反應(yīng)液，在反應(yīng)液中放入生長基底，于150-250℃反應(yīng)10-30h，在生長基底表面生成鈮酸鉀鈉納米顆粒。

8.如權(quán)利要求7所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述堿的水溶液的濃度為4mol/l-8mol/l，所述堿為摩爾比為(0.5-2)：1的koh和naoh的混合物。

9.如權(quán)利要求7所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述反應(yīng)液中五氧化二鈮的濃度為0.05g/l-0.2g/l。

10.如權(quán)利要求1所述的非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征在于，所述超聲無線驅(qū)動具體為：將頻率為100-1000khz、循環(huán)數(shù)為100-1000個(gè)、周期為0.5-2s、電壓為1-10v的電信號經(jīng)功率放大器放大80-120倍后的輸入超聲探頭并靠近所述電刺激組件。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種非接觸電刺激組件在制備心肌梗死修復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，所述非接觸電刺激組件為PLLA薄膜、鈮酸鉀鈉納米顆?；驌诫s鈮酸鉀鈉納米顆粒的PLLA薄膜，所述非接觸電刺激組件通過超聲無線驅(qū)動產(chǎn)生電場進(jìn)而電刺激梗死的心肌組織。本發(fā)明非接觸電刺激組件中的PLLA薄膜和鈮酸鉀鈉納米顆粒均為不含鉛、生物相容性好、可降解的壓電材料，具有更大的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值；通過超聲無線驅(qū)動產(chǎn)生電場，進(jìn)而電刺激梗死的心肌組織，促進(jìn)心肌梗死修復(fù)，抑制心室重構(gòu)，避免了傳統(tǒng)的電刺激依賴于侵入性的電極植入，需要患者長期攜帶進(jìn)而影響患者生活質(zhì)量的問題；可以根據(jù)需求給予心肌組織不同模式的電刺激，應(yīng)用靈活。

技術(shù)研發(fā)人員：肖淼,趙曉彤,李靜怡,方劍,李小云,唐明亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19