本發(fā)明屬于醫(yī)療器械生物醫(yī)用材料，具體涉及用于內(nèi)鏡粘膜下剝離術(shù)的光敏水凝膠。

背景技術(shù)：

1、內(nèi)鏡下粘膜剝離術(shù)（endoscopic?submucosal?dessection,?esd）是目前消化道常用的早期腫瘤微創(chuàng)治療方法，但由于消化道空間和視野的局限性，如果操作不當(dāng)則會造成術(shù)中和術(shù)后出血、穿孔或延遲出血等風(fēng)險。然而，通過黏膜下注射建立充分的黏膜下空間，可以減少并發(fā)癥的發(fā)生及內(nèi)鏡手術(shù)操作時間。黏膜下注射的目的是使黏膜層與肌層組織分離，便于esd手術(shù)操作并完整一次性切除病灶。生理鹽水是目前臨床最常用的黏膜下注射劑，但其在黏膜下易擴散，對病灶的抬舉效果不佳，此外，其維持時間較短，術(shù)中需多次補充注射，易造成患者組織損傷。據(jù)報道，透明質(zhì)酸鈉、羥丙基甲基纖維素、纖維蛋白原以及自體血等可增加凝膠體系黏度以延長墊層維持時間。然而，透明質(zhì)酸鈉可能會刺激殘余腫瘤組織增生，不適合廣泛應(yīng)用。羥丙基甲基纖維素黏度較大，需要特殊的18g粘膜下注射針以減少其注射阻力。纖維蛋白原和自體血等是生物制劑，除了經(jīng)濟性上的問題，也可能會增加感染的風(fēng)險。

2、水凝膠，由于其具有良好的組織相容性及優(yōu)異的機械性能，在醫(yī)藥行業(yè)中引起了廣泛的關(guān)注。因水凝膠體系可以原位成凝膠，或者說，以流動態(tài)的前體形式儲運，而通過一定的環(huán)境條件響應(yīng)在需要的位置成凝膠，其在esd術(shù)中的應(yīng)用獲得了廣泛的關(guān)注。水凝膠的前體流體液可以通過長而細的注射針在消化道深部進行局部注射，之后的成凝膠過程能夠保證有效的抬舉與分離，在切除癌塊之后，殘留的凝膠尚可能起到一定的保護作用，這均催生了智能響應(yīng)性水凝膠在esd術(shù)中應(yīng)用的探索熱情。在這些環(huán)境相應(yīng)性水凝膠中，比較受關(guān)注的是溫敏水凝膠，這些水凝膠的前體液可以在低溫下儲運以保證其流動性，而在實際應(yīng)用時，因消化道深部的體溫條件而成凝膠，以達到方便esd操作及保護創(chuàng)面的目的。目前，溫敏水凝膠體系包括甲基纖維素基溫敏水凝膠、聚n-異丙基丙烯酰胺溫敏水凝膠、聚氨基酸/糖胺聚糖溫敏水凝膠等均有報道。殼聚糖基的溫敏水凝膠也被研究用于esd，包括zl202010995015.1及zl202110938410.0均涉及利用殼聚糖及甘油磷酸鈉體系構(gòu)建的用于esd術(shù)中的溫敏水凝膠。然而，溫敏水凝膠也有其固有的缺點。首先，溫敏水凝膠注射前的前體液保存需要低溫環(huán)境，這明顯增加了成本及對體系可靠性的要求。另外，消化道esd往往會面臨體內(nèi)較深的位置，而這種情況下因為體溫的影響，注射針會形成溫度梯度，而溫敏凝膠的前體液在有溫升時已經(jīng)可能開始凝膠化過程，這可能對可注射性帶來不利影響。然后，溫敏成凝膠雖然實際上是可靠的，但依靠人體的37度體溫，獲取優(yōu)良的組織粘附及足夠強度的原位凝膠相對較困難，且難于利用醫(yī)師的內(nèi)鏡下視野對其成凝膠位置與程度進行調(diào)整，這制約了esd術(shù)中用凝膠體系的進一步發(fā)展。

3、尋找注射性能佳、黏膜層抬舉效果優(yōu)、維持時間長，具有可調(diào)節(jié)性且能原位實時成膠的凝膠體系是目前仍需解決的問題。相比溫敏，其他一些響應(yīng)條件也具有潛力。尤其是，伴隨內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展，一些新的，本用于其他目的的手段，可能能夠變成優(yōu)秀且可用的響應(yīng)條件。比如，當(dāng)前各家內(nèi)鏡生產(chǎn)商均在其某些內(nèi)鏡系統(tǒng)上配備了光源。其初始目的多為通過光學(xué)方式輔助對內(nèi)鏡下黏膜狀態(tài)的進一步診斷。但是，光也是能量。光敏水凝膠本來也是生物醫(yī)用材料研究中比較重視的條件相應(yīng)性水凝膠體系之一。比如，基于甲基丙烯?；髂z（gelma）構(gòu)建的光敏水凝膠已經(jīng)在涉及載藥，注射充填，創(chuàng)面覆蓋等領(lǐng)域有許多報道。但是，將甲基丙烯?；髂z應(yīng)用于esd術(shù)中用仍存在著不少嚴重的問題。比如，其雖不必儲運保存問題，但其相對較高的粘度對通過內(nèi)鏡下注射針進行黏膜下注射過程帶來了困擾。甲基丙烯?；髂z本質(zhì)上還是明膠，在消化道強大的消化能力下，其凝膠后可靠性比較令人懷疑。如上所述，esd術(shù)后會形成人工潰瘍面，以水凝膠進行創(chuàng)面覆蓋，是希望能夠有效隔絕消化道的損傷性因素對創(chuàng)面的影響，促進創(chuàng)面盡快修復(fù)，而甲基丙烯?；髂z的隔離能力與促修復(fù)能力，也有有進一步提升的需要以適應(yīng)消化道的嚴苛環(huán)境。

4、laponite是一種合成的層狀硅酸鹽?clay礦物，化學(xué)名稱通常為鈉蒙脫石或鋰蒙脫石的衍生物，或稱鋰皂石。它屬于2:1型粘土礦物，意味著它的結(jié)構(gòu)由兩層硅氧四面體夾著一層鋁氧八面體構(gòu)成。laponite的特點是具有良好的分散性、高比表面積和特殊的膠凝性能。在水中，laponite顆粒能迅速分散并形成穩(wěn)定的溶膠，這種溶膠在適當(dāng)條件下可以轉(zhuǎn)化為具有一定機械強度的凝膠。laponite具有良好的生物相容性，并因此已在如生物增材制造等領(lǐng)域被廣泛研究，且展現(xiàn)出了一些非常有趣的性質(zhì)。無論是改變體系力學(xué)特性，促組織修復(fù)，增強抗侵蝕能力等，均有報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明利用甲基丙烯?；髂z（gelma）和laponite（鋰皂石）構(gòu)建了可憑借內(nèi)鏡系統(tǒng)自帶光源，能夠有效滿足esd術(shù)中需求的光明水凝膠。本發(fā)明還優(yōu)選了構(gòu)建此光敏水凝膠的各組分的相應(yīng)特征，并提供了優(yōu)化的制備與應(yīng)用方法，拓展了其于消化內(nèi)鏡治療領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本發(fā)明旨在解決用于esd術(shù)中的光敏水凝膠的注射阻力大、維持時間短、促組織修復(fù)能力弱的問題。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)的光敏凝膠，具體成分包含直徑為20-30nm，厚度為1nm的laponite（鋰皂石）和甲基丙烯?；髂z（gelma）。

3、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠中鋰皂石的濃度為10mg/ml-20mg/ml，甲基丙烯?；髂z的質(zhì)量濃度為10-15%。

4、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠的制備步驟如下：

5、1：將鋰皂石粉末置入玻璃瓶中，加入去離子水充分溶解，并在15-25℃下快速攪拌18至22分鐘，得到均勻分散的鋰皂石粉末懸浮液；

6、2：將甲基丙烯酰化明膠溶液加入至鋰皂石粉末懸浮液中，于35-55℃下充分攪拌15-25分鐘使其混勻形成水凝膠前體溶液，攪拌條件為500-1000rpm，然后置于4℃下避光保存。

7、優(yōu)選地，所述水凝膠前體溶液在37℃條件下具有可注射性，無需引入紫外光源，經(jīng)內(nèi)鏡系統(tǒng)自帶的藍光光源（405nm-473nm）照射1-5分鐘后固化為可靠水凝膠，從而達到原位實時成膠；并且該水凝膠在優(yōu)選條件下是無色的，不影響esd手術(shù)操作。

8、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠凍干后具有致密連接的海綿狀多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔徑為20-100μm；水凝膠具有的此多孔結(jié)構(gòu)，提示在體狀況下其可以吸附創(chuàng)面滲出物，在機械封堵之外發(fā)揮有效止血作用。

9、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠具有高抗壓強度（230-270?kpa），此高抗壓強度來源于laponite的優(yōu)選加入，且明顯高于普通的gelma水凝膠。

10、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠用長為2米，且內(nèi)徑為1.0mm的內(nèi)鏡注射針推注此光敏水凝膠前體溶液于消化道創(chuàng)面，并用光源將其凝膠化，應(yīng)用于臨床診斷的消化道頑固創(chuàng)面的處理。

11、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠，在37℃條件下，其儲能模量（g’）高于損耗模量（g’’），表明在人體體溫條件下，水凝膠處于可靠的凝膠狀態(tài)，以保證其維持抬舉，分離，附著及保護效果。

12、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠具有剪切變稀特性，隨剪切速率的增加，其黏度降低，注射阻力減?。贿@是作為剛性質(zhì)點的laponite加入后帶來的非牛頓流體的典型性質(zhì)；本發(fā)明優(yōu)選的體系構(gòu)建，為此性質(zhì)的充分發(fā)揮，提供了充分的基礎(chǔ)。

13、優(yōu)選地，所述光敏水凝膠具有較強抵抗強酸侵蝕的特性，當(dāng)ph值為1.0至3.0的條件下時，在7天后仍可粘附于組織，而此優(yōu)勢同樣來源于laponite的加入。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點：

15、本發(fā)明提供的用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)的光敏水凝膠，具體成分包括鋰皂石和甲基丙烯酰化明膠。甲基丙烯?；髂z是近些年來興起的光固化凝膠，具有高含水量、可調(diào)性、低抗原性、安全等性質(zhì)。由于單純的甲基丙烯酰化明膠具低機械強度、低熱穩(wěn)定性、降解率快等缺點。因此，本發(fā)明在基本的甲基丙烯?；髂z的基礎(chǔ)上，優(yōu)選添加了人工合成的鋰皂石，按照一定比例混合形成鋰皂石-甲基丙烯酰化明膠水凝膠。鋰皂石是由四面體硅酸鹽片和氫氧化鎂片以2:1的比例合成的層狀硅酸鹽，厚度約1nm，直徑為20~30nm，擁有巨大的表面積（>350?m2/g），表現(xiàn)為無色、無味的粉末狀，具有較高的純度，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為na0.7+[(si8mg5.5li0.3)o20(oh)4]0.7-。鋰皂石的摻入可有效的增加凝膠體系的可注射性，機械強度，穩(wěn)定性，抗消化液侵蝕能力，創(chuàng)面保護及促進創(chuàng)面愈合能力。優(yōu)選條件下，光敏凝膠本身透明，可有效的在需要凝膠化的局部光敏成凝膠，有利于維持病灶黏膜層抬舉高度和時間，保持良好的手術(shù)視野，給esd手術(shù)操作帶來了極大的便利，降低了手術(shù)的難度，優(yōu)化了內(nèi)鏡醫(yī)師的學(xué)習(xí)曲線。而在病灶切除之后，可靠的創(chuàng)面粘附保護可有效的降低如出血、穿孔等并發(fā)癥的發(fā)生，而對創(chuàng)面修復(fù)的促進，則既便利了esd術(shù)本身，也為消化道創(chuàng)面處理提供了新的可能性。

16、本發(fā)明提供的用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)的光敏水凝膠，其中，鋰皂石的濃度為10mg/ml-20mg/ml，甲基丙烯?；髂z的質(zhì)量濃度為10-15%。以該濃度制備的光敏水凝膠，沒有添加任何化學(xué)交聯(lián)劑和有機溶劑，并已通過細胞毒性實驗驗證，不抑制細胞增殖，每組細胞存活率均超過70%，具有良好的生物相容性和安全性，在存在ph值異常的環(huán)境下對細胞有更明顯的保護作用。

17、本發(fā)明提供的用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)的光敏水凝膠，具有較低的注射阻力，可注射性強。用長為2米，且內(nèi)徑為1.0mm的內(nèi)鏡注射針抽吸此凝膠前體液，推擠速度為0.25ml/s時，可方便的注射于創(chuàng)面上并光敏成凝膠。因此，本發(fā)明提供的水凝膠體系可應(yīng)用于臨床診斷的消化道頑固創(chuàng)面的處理，且在注射時該水凝膠堵塞內(nèi)鏡注射針道的可能性低。

18、本發(fā)明提供的用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)的光敏水凝膠的制備方法簡單易操作，只需要將鋰皂石粉末和去離子水混勻得到鋰皂石粉末懸浮液，然后再向鋰皂石粉末懸浮液中加入甲基丙烯?；髂z溶液，再次混勻，即可獲得水凝膠前體溶液，內(nèi)鏡醫(yī)生進行內(nèi)鏡手術(shù)操作時該水凝膠前體溶液可根據(jù)其需要，在光源照射的局部實時轉(zhuǎn)變成水凝膠。此外，該光敏水凝膠易保存且對儲運溫度要求不高。

19、本發(fā)明提供的用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)的光敏水凝膠具有較強抵抗胃酸侵蝕的特性，當(dāng)ph為1.0至3.0條件下時，所述光敏水凝膠在7天后仍具有穩(wěn)定組織粘附性，可粘附于胃壁組織，以維持其在體內(nèi)的存在時間，起到更好的黏膜層抬舉效果。

20、本發(fā)明提供的水凝膠在術(shù)中無需引入外界光源，憑借內(nèi)鏡系統(tǒng)自帶的藍光即可。這一優(yōu)勢，可以充分發(fā)揮內(nèi)鏡醫(yī)師的技巧，在需要的位置將水凝膠前體溶液固化為可靠的水凝膠，不需要進行重復(fù)注射。因此，使用非常方便，減少了配比與重復(fù)進器械的麻煩；另一方面，也縮短了esd手術(shù)的操作時間，減輕了患者的痛苦。