白癜风吃什么药好 http://baidianfeng.39.net/a_yqhg/140224/4342832.html动脉瘤是由于病变或损伤而造成动脉壁的隆起或膨胀的现象。动脉瘤一旦发生破裂,就会造成致命的出血,进而危及生命。临床上,一般通过弹簧圈栓塞的方法使瘤体内形成血栓,从而避免瘤体的进一步扩大,以达到治疗的效果。为了解决铂金线圈堆积密度低的缺点,科学家们开发了如Cerecyte线圈、Axium可拆卸线圈、Matrix和Matrix2可拆卸线圈、水凝胶线圈等的一系列体系。其中,水凝胶涂层线圈具有高达64-85%的优异填充密度,但早期的凝胶膨胀和同时增强的摩擦力为该材料的导入带来了困难。
近期,医院冯学泉副主任医师和天津大学刘文广教授团队合作提出了一种能自我调节硬度的双刺激响应型形状记忆水凝胶(SMH),解决了单热触发SMH在体温下固有的软化问题,并确保其在导管中的顺利递送,以及接触血液后的二次溶胀能力,从而提高填充密度并减少输运时间。
该水凝胶材料由丙烯腈(AN)、N-丙烯酰2-甘氨酸(ACG)、交联剂聚(乙二醇)二丙烯酸酯(Mn=,PEGDA)共聚而成(如图1所示)。除了氰基之间可以形成可逆的偶极-偶极相互作用,酸性条件下(pH4),ACG的羧基可以完全质子化,造成网络中大量可逆氢键的形成,从而赋予水凝胶热响应的能力。这两种物理作用力的同时存在大大增强了水凝胶的力学强度,使SMH能在体温触发下实现从直条到原始线圈状的明显收缩。在中性的血液微环境中,羧基之间氢键的部分解离,使得水凝胶线圈在适当的时间范围内溶胀,以实现高填充密度。此外,氰基之间的偶极-偶极相互作用可以增加ACG的稳定性,使水凝胶在体液环境中保持线圈形状,避免其从动脉瘤中脱落。图1.PAN-PACG-PEGDA形状记忆水凝胶的分子结构、网络相互作用、pH引起的微线圈变化以及狗动脉瘤栓塞的示意图。在DMSO中,有机水凝胶完全溶胀,由于物理交联的完全解离,形成了最初的线圈形状。然后将有机凝胶线圈浸入PBS(pH7.4)中以代替DMSO,由于偶极-偶极作用的重建,水凝胶线圈收缩到一定程度。当将水凝胶线圈放入柠檬酸缓冲溶液中(CBS,pH=4),由于PACG氢键以及偶极作用的共同作用,该线圈大大收缩。如图2所示,作者通过调控疏水单体AN的含量、交联剂PEG的含量以及单体浓度(IMC)来调控SMH的力学性能。图2.平衡状态下凝胶的力学性能。a-c)单轴拉伸应力-应变曲线(25oC),d-f)E’,g-i)E’’,j-l)平衡状态下水凝胶的tanδ随温度的变化(γ=0.1%;f=1Hz)。a,d,g,j)不同AN含量的水凝胶,RPEG=8wt%,IMC=27.5%;b,e,h,k)不同PEG含量的水凝胶,RAN=75wt%,IMC=27.5%;c,f,i,l)不同单体浓度(IMC)的水凝胶,RAN=75wt%,RPEG=8wt%。pH能影响ACG的质子化程度,从而影响氢键的形成、热响应的能力、网络的交联程度,进一步影响水凝胶的力学性能(如图3所示)。其中,PAN-PACG水凝胶只有在pH为4时,才表现出热刺激-响应能力。图3.平衡后的水凝胶在不同pH下的机械性能。平衡后水凝胶在不同pH下的a)E’,b)E’’和c)tanδ随温度变化,γ=0.1%;f=1Hz。不同pH下,平衡凝胶的d)循环拉伸曲线以及e)对应的能量耗散曲线,应变固定在%。f)不同pH下平衡水凝胶的X射线衍射图和g)对应的DO和SO。h)平衡水凝胶的强度随pH变化的照片。X射线不透性是栓塞剂所需的关键功能,以保证手术过程中可以对目标的递送进行实时监控。作者采用生物相容性好的BaSO4对水凝胶进行掺杂,并发现BaSO4的掺入对水凝胶的机械性能和形状记忆行为影响很小(如图4所示)。图4.BaSO4的掺入对水凝胶的机械性能和形状记忆行为影响很小。a)PAN-PACG-4的热敏性照片。b)PAN-PACG-7.4和PAN-PACG-7.4-Ba的E’,E’’和tanδ随温度的变化,γ=0.1%;f=1Hz。c)PAN-PACG-4和PAN-PACG-4-Ba的E’,E’’和tanδ随温度的变化,γ=0.1%;f=1Hz。d)PAN-PACG-4-Ba形状记忆过程的照片。e)PAN-PACG-4-Ba经导管传递的体外可行性实验。最后,作者建立了狗的动脉瘤模型并对建立及颈动脉瘤栓塞治疗(如图5所示)。图5.狗的动脉瘤模型建立及颈动脉瘤栓塞治疗。a)示意图和b)CCA侧壁动脉瘤的实际建模过程。c)栓塞前、栓塞后立刻以及4个月后复查所获得的血管造影图像。d)将一个不透射线的水凝胶线圈递送到动脉瘤囊的血管造影图像。e)原位和f)解剖的动脉瘤和亲代血管的总图。g)被一分为二的动脉和动脉瘤囊的H&E染色横截面图像(放大2倍)。红色箭头表示已染色的水凝胶。蓝色箭头指示丝线缝合。h)一分为二的动脉和动脉瘤囊的Masson三色横截面图像(放大2倍)。总之,这类双重响应的自调谐水凝胶解决了单独温度刺激响应SMH在导管中的早期软化和需要多次输送的问题,有望作为永久性栓塞剂以治疗不同种类的动脉瘤。文章链接: