【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用水凝胶领域，尤其涉及一种可释放硫化氢的导电水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
1、心肌梗死是世界范围内死亡和发病的主要原因之一,它是由血栓阻断动脉最终导致心脏衰竭而引起的。心肌梗死后,高度有序的心肌被相对无序的纤维化组织占据,失去原有的弹性,导致异常的心肌收缩和舒张，发生退行性心室重塑，心肌泵吸功能下降，最终导致心衰。
2、目前的治疗方法主要分为药物治疗和非药物治疗，其中药物治疗能够有效地提高心肌收缩力、降低心脏负荷，但无法遏制左室功能的持续衰减，长期服用会引起药物副作用且药效有限；非药物治疗主要有心脏移植和左心室辅助装置(lvads)。然而，这两种治疗方法都受到长期供体短缺以及血栓形成、感染和中风等一系列并发症的制约。
3、因此，人们亟需开发新的解决方案来修复损伤的心肌，诱导心肌组织再生，抑制或逆转不良的心脏重塑，最终实现心脏功能的长期稳定和改善。水凝胶已被证明是一种通过微创给药修复受损心脏的可行方法，有望帮助实现治疗性心脏再生的目标，同时水凝胶与其他活性治疗药物结合，可提高其治疗效率，在生物医学领域有应用前景。硫化氢(h2s)作为一种气体递质，可以迅速扩散穿过细胞膜，在细胞间传递信号，而不存在再摄取或降解的机制。事实证明，给予内源性和外源性h2s都能产生广泛的保护作用，如抗炎作用、线粒体功能保护、血管扩张以及保护心血管系统免受氧化应激。同时，心肌梗死后心肌细胞之间的电脉冲信号传导受阻。导电水凝胶可通过促进心肌梗死区域的电脉冲传导来重建心脏的同步收缩和舒张，这对心脏功能的恢复大有
技术实现思路
1、水凝胶作为一种通过微创给药修复受损心脏的可行方法，本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种可释放硫化氢的导电水凝胶及其制备方法与应用，通过在心肌组织上植入本专利技术的水凝胶，并释放硫化氢(h2s)，以缓解心肌缺血部位的乏氧情况，同时减少ros的损伤，可有效改善心肌梗死区域的不利微环境；同时水凝胶负载具有导电性能的纳米纤维素改性导电纳米材料，以促进心肌梗死区域的电脉冲传导来重建心脏的同步收缩和舒张，进一步促进心脏修复。水凝胶具有生物黏附性，可以与心肌组织紧密结合。同时，该水凝胶中负载的纳米纤维素改性导电纳米材料，提供给水凝胶良好的机械强度，以适应动态心血管状态。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可释放硫化氢的导电水凝胶，包括水凝胶基质、纳米纤维素改性导电纳米材料和硫化氢供体接枝氧化多糖，所述水凝胶基质中，聚合物分子链缠绕形成三维网络结构，所述纳米纤维素改性导电纳米材料在所述三维网络结构中均匀分散，与聚合物分子链建立强共价/或非共价相互作用；其中，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：(0.1～0.5)：(0.01～0.02)。
3、进一步地，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：0.5：0.125。
4、本专利技术还提供了一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，包括：
5、将导电纳米材料分散液加入到纳米纤维素悬浮液中，得到纳米纤维素改性导电纳米材料；所述纳米纤维素与导电纳米材料的质量比为1：(0.01～1)；
6、将多糖分散在去离子水中，然后加入高碘酸钠，反应后得到氧化多糖；所述多糖与高碘酸钠的质量比为1：(0.1～1)；
7、将羟胺-o-磺酸加入浓度为0.01～0.05g/ml的氢氧化钾水溶液中，然后加入硫代苯甲酸，在冰浴下反应，得到硫化氢供体sbtha；所述羟胺-o-磺酸与硫代苯甲酸的摩尔比为1：1；
8、将氧化多糖和硫化氢供体加入到二甲亚砜与水的混合溶液中，反应后得到硫化氢供体接枝氧化多糖；所述氧化多糖与硫化氢供体的质量比为1：(0.01～0.1)；所述二甲亚砜与硫化氢供体的质量比为20：(0.1～0.5)；
9、将水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料加入到去离子水中，然后加入交联剂，反应后形成可释放硫化氢的导电水凝胶；所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：(0.1～0.5)：(0.01～0.02)。
10、进一步地，所述导电纳米材料选自mxene、碳纳米管、氧化石墨烯、聚苯胺、聚吡咯和聚乙烯二氧噻吩中的一种；所述纳米纤维素选自纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维和细菌纤维素中的一种；所述纳米纤维素的直径为5～20nm，长度为1～3μm；所述多糖为透明质酸及其衍生物、葡聚糖及其衍生物、水溶性纤维素类衍生物、海藻酸钠中的一种或多种；所述水凝胶基质选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸中的一种或多种；所述交联剂选自亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种。
11、进一步地，所述透明质酸的衍生物包括寡聚透明质酸、乙酰化透明质酸钠、硅烷化透明质酸和羟丙基三甲基氯化铵透明质酸，所述葡聚糖的衍生物包括羧甲基葡聚糖和硫化酯化葡聚糖，所述水溶性纤维素类衍生物包括羧甲基纤维素和羟乙基纤维素。
12、进一步地，所述纳米纤维素悬浮液的质量分数为0.1％～1％，所述导电纳米材料分散液的质量分数为0.01％～1％
13、进一步地，所述纳米纤维素悬浮液的质量分数为0.2～0.5％；所述导电纳米材料分散液的质量分数为0.1％～0.5％。此时纳米纤维素改性导电纳米的分散性更好，不易沉降。
14、进一步地，所述纳米纤维素与导电纳米材料的质量比为1：(0.02～0.08)。
15、进一步地，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：0.5：0.125。该比例做出来的水凝胶力学性能、导电性能、硫化氢释放效果最好。
16、本专利技术还提供了一种根据上述的导电水凝胶或上述制备方法制备的导电水凝胶在治疗心肌梗塞中的应用。
17、本专利技术的有益效果是：
18、(1)本专利技术本成功构建了一种可释放硫化氢的导电水凝胶。通过加入纳米纤维素改性导电材料来提高水凝胶的强度，同时保证断裂伸长率的较低损失；
19、(2)本专利技术中的导电性能由导电材料提供，同时用纳米纤维素对导电材料进行改性，可以提高导电材料的分散性和导电性；
20、(3)本专利技术构建的导电水凝胶，可在半胱氨酸的刺激下，释放硫化氢气体，治疗心肌梗死。
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1.一种可释放硫化氢的导电水凝胶，其特征在于，包括水凝胶基质、纳米纤维素改性导电纳米材料和硫化氢供体接枝氧化多糖，所述水凝胶基质中，聚合物分子链缠绕形成三维网络结构，所述纳米纤维素改性导电纳米材料在所述三维网络结构中均匀分散，与聚合物分子链建立强共价/或非共价相互作用；其中，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：(0.1～0.5)：(0.01～0.02)。
2.根据权利要求1所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶，其特征在于，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：0.5：0.125。
3.一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述导电纳米材料选自Mxene、碳纳米管、氧化石墨烯、聚苯胺、聚吡咯和聚乙烯二氧噻吩中的一种；所述纳米纤维素选自纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维和细菌纤维素中的一种；所述纳米纤维素的直径为5～20nm，长度为1～3μm；所述多糖为透明质酸及其衍生物、葡
5.根据权利要求4所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述透明质酸的衍生物包括寡聚透明质酸、乙酰化透明质酸钠、硅烷化透明质酸和羟丙基三甲基氯化铵透明质酸，所述葡聚糖的衍生物包括羧甲基葡聚糖和硫化酯化葡聚糖，所述水溶性纤维素类衍生物包括羧甲基纤维素和羟乙基纤维素。
6.根据权利要求3所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维素悬浮液的质量分数为0.1％～1％，所述导电纳米材料分散液的质量分数为0.01％～1％。
7.根据权利要求6所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维素悬浮液的质量分数为0.2～0.5％；所述导电纳米材料分散液的质量分数为0.1％～0.5％。
8.根据权利要求3所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维素与导电纳米材料的质量比为1：(0.02～0.08)。
9.根据权利要求3所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：0.5：0.125。
10.根据权利要求1或2所述的导电水凝胶或权利要求3-9任一项所述制备方法制备的导电水凝胶在治疗心肌梗塞中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可释放硫化氢的导电水凝胶，其特征在于，包括水凝胶基质、纳米纤维素改性导电纳米材料和硫化氢供体接枝氧化多糖，所述水凝胶基质中，聚合物分子链缠绕形成三维网络结构，所述纳米纤维素改性导电纳米材料在所述三维网络结构中均匀分散，与聚合物分子链建立强共价/或非共价相互作用；其中，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：(0.1～0.5)：(0.01～0.02)。
2.根据权利要求1所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶，其特征在于，所述水凝胶基质、硫化氢供体接枝氧化多糖和纳米纤维素改性导电纳米材料的质量比为1：0.5：0.125。
3.一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的一种可释放硫化氢的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述导电纳米材料选自mxene、碳纳米管、氧化石墨烯、聚苯胺、聚吡咯和聚乙烯二氧噻吩中的一种；所述纳米纤维素选自纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维和细菌纤维素中的一种；所述纳米纤维素的直径为5～20nm，长度为1～3μm；所述多糖为透明质酸及其衍生物、葡聚糖及其衍生物、水溶性纤维素类衍生物、海藻酸钠中的一种或多种；所述水凝胶基质选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸中的一种或多种；所述交联剂选自亚甲基...
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