[发明专利]一种人工膀胱铁磁复合体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种人工膀胱铁磁复合体包括：铁磁基体及包裹于铁磁基体上的包覆涂层；铁磁基体包括以下组分：有机硅胶、聚二甲基硅氧烷树脂、磁颗粒，有机硅胶与聚二甲基硅氧烷树脂的体积比为(4～10)：1，磁颗粒占铁磁基体的体积分数为20～40％；包覆涂层包括以下组分：有机硅胶及亮光剂，有机硅胶与亮光剂的质量比为(1.0～2.0)：1。该人工膀胱铁磁复合体能作为磁驱动软膀胱泵的致动源，受益于铁磁复合体中永磁粒子的高矫顽力和分布的致动源，铁磁显示出可靠的致动，同时输出大量的磁力，起到人工逼尿肌作用挤压排空膀胱。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，特别涉及一种人工膀胱铁磁复合体及其制备方法。

背景技术

快速发展应用于生物医学领域的软机器人旨在提升医疗条件并提供新颖的治疗工具，如手术器械，人体模拟和药物输送。作为一类具有高顺应性和生物相容性主动系统，软机器人在协助器官运动甚至重建器官方面都具有广阔的前景。人们已经在努力尝试将软身机器人用于假体辅助设备中，以应对各种病变的肌肉，例如心肌，手部肌肉以及括约肌。

膀胱功能低下(UAB)的特征是由于肌肉收缩无力导致排尿时间延长，导致严重的并发症甚至死亡.受年龄增长，神经系统疾病，创伤和糖尿病等影响，UAB的发病率高，其中男性有9-98％，女性有12-45％。以神经调节(SNM)为代表的基于神经的疗法已显示出克服OAB(过度活动膀胱)/DU(逼尿肌活动低下)的潜力。然而，完整的排尿反射弧神经回路对于实现SNM的临床疗效是必不可少的，这表明该装置不适用于骶部神经或阴部神经受伤的或具有病理逼尿肌的患者。

与当前的解决办法不同，增加逼尿肌的收缩力是排空膀胱的直接和根本的解决方案。目前已有人尝试通过再生医学策略(例如，肌肉移植和干细胞注射)来恢复逼尿肌的收缩能力。然而，这些方法仅部分恢复了膀胱的储尿功能，而在更大范围的OAB/DU患者中风险与获益比仍有待进一步评估。

现有研究提出了几种基于接触式的软机器人直接植入的液压系统直接挤压膀胱的解决方案，我们将其命名为Endoskeleton/人工逼尿肌。这些膀胱内压力维持系统驱动力主要源自热响应性凝胶或形状记忆合金，旨在包裹膀胱体并在相应的刺激下发生物理收缩。先前的研究结果表明，这些机械的策略有效地提高了膀胱内压，改善了膀胱动力低下的问题，尽管取得了令人鼓舞的结果，但是现有的人工逼尿肌提供的液压压力有限，与人类肌肉水平相差甚远，这是由于激励源相对较低的工作效率导致的。此外，由于缺乏现实的医疗设计和生物安全性的优化，使得当前的软膀胱辅助机器人系统无法实现可靠的长期功能。

发明内容

本申请提供了一种人工膀胱铁磁复合体及其制备方法，解决或部分解决了现有技术中人工逼尿肌提供的液压压力有限，与人类肌肉水平相差甚远，缺乏现实医疗设计和生物安全性的优化，无法实现可靠长期功能的技术问题；实现了提供一种能作为磁驱动软膀胱泵致动源的铁磁复合体，受益于铁磁复合体中永磁粒子的高矫顽力和分布的致动源，铁磁显示出可靠的致动，同时输出大量的磁力，起到人工逼尿肌作用挤压排空膀胱。

本申请所提供的一种人工膀胱铁磁复合体，包括：铁磁基体及包裹于所述铁磁基体上的包覆涂层；所述铁磁基体包括以下组分：有机硅胶、聚二甲基硅氧烷树脂、磁颗粒，所述有机硅胶与所述聚二甲基硅氧烷树脂的体积比为(4～10)：1，所述磁颗粒占所述铁磁基体的体积分数为20％～40％；所述包覆涂层包括以下组分：有机硅胶及亮光剂，所述有机硅胶与所述亮光剂的体积比为(1.0～2.0)：1。

作为优选，所述铁磁基体的有机硅胶及所述包覆涂层的有机硅胶都为双组份材料的铂金固化硅胶Ecoflex 00-30，所述铂金固化硅胶Ecoflex00-30的A组分与B组分的体积比为1:1。

作为优选，所述聚二甲基硅氧烷树脂的型号为Sylgard 184。

作为优选，所述磁颗粒为NdFeB、Fe、FeC中任一种或多种组合。

作为优选，所述磁颗粒为NdFeB，平均粒径为5μm。