一种肌肉组织修复材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种肌肉组织修复材料及其制备方法，主要由以下原料按质量份数配比制成：肌动蛋白25~40份、肌球蛋白16~38份、氨基葡聚糖12~30份、透明质酸8~25份、壳聚糖6~26份、纤维粘蛋白2~15份、角蛋白8~27份、缬氨酸5~17份、脯氨酸3~12份、甘氨酸4~11份、双蒸水35~65份。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：首先，本发明制备的肌肉组织修复材料无需消耗过多能量；其次，本发明制备的肌肉组织修复材料对肌肉组织的修复能力强；最后，本发明制备的肌肉组织修复材料对人体无毒副作用。

说明书

技术领域

本发明涉及医用生物材料领域，尤其涉及一种肌肉组织修复材料及其制备方法。

背景技术

来自亚利桑那州州立大学的研究员西宫川认为，人类的肌肉是人四肢活动的马达，只有生产出超级的人造肌肉和装置，才能让残障人士的假肢恢复正常的功能，这种新式的人造肌肉将有可能治疗神经肌肉型疾病帕金森氏症。为此，科学家们利用生物仿生学，通过对蟾蜍和变色龙的肌肉的研究，打造出了这种神奇的“生物马达”。

科学家发现，一个蟾蜍的下巴肌肉能够产生大于它自身体重700倍的力量，而变色龙捕食的时候，舌头肌肉收缩时所产生的力量也是非常惊人的。而目前人类所制造的最好的机械设备—动力马达，也只能产生蟾蜍下巴肌肉的三分之一的力量。对于这种神奇的现象，科学家们通过对蟾蜍和变色龙的解剖寻找相关的信息。他们认为蟾蜍下巴的特殊构造是造成其肌肉产生强大力量的原因之一，这种构造可以在最短的时间内贮存力量，适应肌肉所产生的张力，在蟾蜍大脑的操纵下实现肌肉的迅速收缩。

科学家对人造肌肉的研究已经进行了几十年，人造肌肉所用的材料种类也很多，有塑料、类似橡胶的聚合物、凝胶以及金属，但是这些材料做成的人造肌肉面临很多问题，比如需要消耗大量能量并且可能经常失效而无法像真正的肌肉那样能自我修补。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供了一种肌肉组织修复材料及其制备方法，以解决现有技术中人造肌肉需要消耗大量能量、或者因失效而无法自我修补的不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种肌肉组织修复材料，主要由以下原料按质量份数配比制成：肌动蛋白25~40份、肌球蛋白16~38份、氨基葡聚糖12~30份、透明质酸8~25份、壳聚糖6~26份、纤维粘蛋白2~15份、角蛋白8~27份、缬氨酸5~17份、脯氨酸3~12份、甘氨酸4~11份、双蒸水35~65份。

作为本发明的一种优选方案，所述肌肉组织修复材料主要由以下原料按质量份数配比制成：肌动蛋白34份、肌球蛋白32份、氨基葡聚糖23份、透明质酸19份、壳聚糖21份、纤维粘蛋白12份、角蛋白21份、缬氨酸13份、脯氨酸8份、甘氨酸7份、双蒸水54份。

一种肌肉组织修复材料的制备方法，包含以下步骤：

（1）将肌动蛋白、纤维粘蛋白、缬氨酸和脯氨酸溶于双蒸水中，加热至25~38℃制成浆料1；将浆料1沉积在模具中，冷却至浆料1转化为多个晶体或颗粒的温度；

（2）将步骤（1）中获得的晶体或颗粒加热至62~89℃，得到多孔复合材料1，从模具中取出材料；

（3）将肌球蛋白、角蛋白、透明质酸和甘氨酸溶于双蒸水中，加热至25~38℃制成浆料2；待浆料2沉积于模具中后，冷却至－18~－4℃，至浆料2全部转化为多个晶体或颗粒后，以8~13℃/s的速度升温至40～62℃，得到多孔复合材料2，从模具中取出材料；

（4）将氨基葡聚糖和壳聚糖加热至95～132℃，熔融后喷洒至多孔复合材料1和/或多孔复合材料2的一面，并将该面相对放置，从而将多孔复合材料1和多孔复合材料2粘合成型，制得肌肉组织修复材料。

作为本发明的一种改进，步骤（1）中将肌动蛋白、纤维粘蛋白、缬氨酸和脯氨酸溶于双蒸水中，加热至34℃制成浆料1；将浆料1沉积在模具中，冷却至浆料1转化为多个晶体或颗粒的温度。

作为本发明的一种改进，步骤（2）中将步骤（1）中获得的晶体或颗粒加热至79℃，得到多孔复合材料1，从模具中取出材料。

作为本发明的一种改进，步骤（3）中将肌球蛋白、角蛋白、透明质酸和甘氨酸溶于双蒸水中，加热至34℃制成浆料2；待浆料2沉积于模具中后，冷却至－16℃，至浆料2全部转化为多个晶体或颗粒后，以11℃/s的速度升温至58℃，得到多孔复合材料2，从模具中取出材料。

作为本发明的一种改进，步骤（4）中将氨基葡聚糖和壳聚糖加热至125℃，熔融后喷洒至多孔复合材料1和/或多孔复合材料2的一面，并将该面相对放置，从而将多孔复合材料1和多孔复合材料2粘合成型，制得肌肉组织修复材料。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

首先，本发明制备的肌肉组织修复材料无需消耗过多能量；

其次，本发明制备的肌肉组织修复材料对肌肉组织的修复能力强；

最后，本发明制备的肌肉组织修复材料对人体无毒副作用。

具体实施方式

实施例1：

一种肌肉组织修复材料，主要由以下原料按质量份数配比制成：肌动蛋白25份、肌球蛋白16份、氨基葡聚糖12份、透明质酸8份、壳聚糖6份、纤维粘蛋白2份、角蛋白8份、缬氨酸5份、脯氨酸3份、甘氨酸4份、双蒸水35份。

一种肌肉组织修复材料的制备方法，包含以下步骤：

（1）将肌动蛋白、纤维粘蛋白、缬氨酸和脯氨酸溶于双蒸水中，加热至25℃制成浆料1；将浆料1沉积在模具中，冷却至浆料1转化为多个晶体或颗粒的温度；

（2）将步骤（1）中获得的晶体或颗粒加热至62℃，得到多孔复合材料1，从模具中取出材料；

（3）将肌球蛋白、角蛋白、透明质酸和甘氨酸溶于双蒸水中，加热至25℃制成浆料2；待浆料2沉积于模具中后，冷却至－18℃，至浆料2全部转化为多个晶体或颗粒后，以8℃/s的速度升温至40℃，得到多孔复合材料2，从模具中取出材料；

（4）将氨基葡聚糖和壳聚糖加热至95℃，熔融后喷洒至多孔复合材料1和/或多孔复合材料2的一面，并将该面相对放置，从而将多孔复合材料1和多孔复合材料2粘合成型，制得肌肉组织修复材料。

实施例2：

一种肌肉组织修复材料，主要由以下原料按质量份数配比制成：肌动蛋白34份、肌球蛋白32份、氨基葡聚糖23份、透明质酸19份、壳聚糖21份、纤维粘蛋白12份、角蛋白21份、缬氨酸13份、脯氨酸8份、甘氨酸7份、双蒸水54份。

一种肌肉组织修复材料的制备方法，包含以下步骤：

（1）将肌动蛋白、纤维粘蛋白、缬氨酸和脯氨酸溶于双蒸水中，加热至34℃制成浆料1；将浆料1沉积在模具中，冷却至浆料1转化为多个晶体或颗粒的温度；

（2）将步骤（1）中获得的晶体或颗粒加热至79℃，得到多孔复合材料1，从模具中取出材料；

（3）将肌球蛋白、角蛋白、透明质酸和甘氨酸溶于双蒸水中，加热至34℃制成浆料2；待浆料2沉积于模具中后，冷却至－16℃，至浆料2全部转化为多个晶体或颗粒后，以11℃/s的速度升温至58℃，得到多孔复合材料2，从模具中取出材料；

（4）将氨基葡聚糖和壳聚糖加热至125℃，熔融后喷洒至多孔复合材料1和/或多孔复合材料2的一面，并将该面相对放置，从而将多孔复合材料1和多孔复合材料2粘合成型，制得肌肉组织修复材料。

实施例3：

一种肌肉组织修复材料，主要由以下原料按质量份数配比制成：肌动蛋白40份、肌球蛋白38份、氨基葡聚糖30份、透明质酸25份、壳聚糖26份、纤维粘蛋白15份、角蛋白27份、缬氨酸17份、脯氨酸12份、甘氨酸11份、双蒸水65份。

一种肌肉组织修复材料的制备方法，包含以下步骤：

（1）将肌动蛋白、纤维粘蛋白、缬氨酸和脯氨酸溶于双蒸水中，加热至38℃制成浆料1；将浆料1沉积在模具中，冷却至浆料1转化为多个晶体或颗粒的温度；

（2）将步骤（1）中获得的晶体或颗粒加热至89℃，得到多孔复合材料1，从模具中取出材料；

（3）将肌球蛋白、角蛋白、透明质酸和甘氨酸溶于双蒸水中，加热至38℃制成浆料2；待浆料2沉积于模具中后，冷却至－4℃，至浆料2全部转化为多个晶体或颗粒后，以13℃/s的速度升温至62℃，得到多孔复合材料2，从模具中取出材料；

（4）将氨基葡聚糖和壳聚糖加热至132℃，熔融后喷洒至多孔复合材料1和/或多孔复合材料2的一面，并将该面相对放置，从而将多孔复合材料1和多孔复合材料2粘合成型，制得肌肉组织修复材料。

对实施例1~3制备得到的肌肉组织修复材料进行检测，结果如下表所示：

 应力/kPa含水量/%与人体正常皮肤融合情况实施例15675较佳实施例27084完全融合实施例36376完全融合