CN100388911C - 禽羽根人工神经桥接管和桥接丝的制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种禽羽根人工神经桥接管和桥接丝的制备方法及其用途，禽羽根冼净、脱脂后，依次用二硫键还原剂、酸、多肽链非共价键变性剂和碱对禽羽根角蛋白进行改构处理；禽羽根与上述各试剂的重量/体积比为5%～20%，试剂的应用浓度为(0.1～1.0)mol/L，各个处理过程的温度20℃～40℃，各个处理过程的时间为5～30小时；对上述处理获得的禽羽根人工神经桥接管采用冰冻切片技术切成20μm～100μm直径的细丝，制得桥接丝。禽羽根人工神经桥接管和桥接丝用于医学创伤外科，修复人体已被损伤的周围神经的过渡替代品。

Description

禽羽根人工神经桥接管和桥接丝的制备方法及其用途
技术领域
本发明涉及一种禽羽根人工神经桥接管、桥接丝；本发明还涉及该禽羽根人工神经桥接管、桥接丝的制备方法及其用途。
背景技术
多种外伤都可以造成周围神经的损伤。据统计，周围神经损伤的发病率：约占平时伤的3～5％，战时伤的5～10％；其中四肢神经损伤约占10～20％(平时)和60％(战时)。周围神经的缺损修复一直是个热点问题，尤其较长段神经的缺失给患者日后的生活带来很多不便，研究修复周围神经损伤的方法迫在眉睫。
研究发现：神经的再生需要一个良好的微环境，适合神经元自我发挥的三维空间，并能阻碍神经周围的纤维结缔组织侵入，形成瘢痕组织，影响再生神经纤维的生长。用来桥接周围神经缺损的材料应具备以下条件：(1)具有良好的生物相容性：材料及其降解产物对组织细胞无毒性和致突变，体内植入无抗原性和致畸作用。(2)生物可降解性：材料能随细胞增殖生长和组织再生而被降解吸收。(3)良好的表面活性：能使细胞良好的黏附和生长。(4)生物力学性能：能够在体内外承受一定的压力，并在一定时间内保持材料的外形结构的完整性。
自体或异体(种)神经、血管、肌管、羊膜管、肌腱等都曾作为神经桥接材料。硅胶管曾被视为侨接神经的经典，由于它不可生物降解吸收，长期存在体内会对神经组织产生卡压，需要二次手术。这无疑给患者造成又一次痛苦，所以它的应用受到了很大的限制。目前研究较受青睐的就是可降解吸收的天然生物材料和人工合成的高分子分子聚合材料。天然生物材料也就是天然高分子材料，主要是指一些从动物结缔组织或皮肤中提取的，经特殊化学处理的具有活性或特殊性能的蛋白质：如胶原、明胶、甲壳素、淀粉、纤维素、透明质酸等，是亲水性材料。人工合成的可降解高分子材料，具有可标准化生产、可降解、细胞相容性好等优点。但是其酸性降解产物有可能对细胞的活性产生不利影响，同时其亲水性、细胞相容性、力学强度等均尚待改进。
新的复合材料越来越多地被开发研制，京尼平凝胶管(GGC)不但可以使神经再生，而且还可以引导神经的功能恢复。聚合材料的研究弥补了单一材料存在的降解速度快等不足，而且聚合材料的物质比例的不同所带来的异物反应、组织相容性及降解速率皆不同。丙/乙交酯共聚合物(10PLGA)被认为对神经再生有效，有望用于临床。与聚乳酸(PLGA)及硅胶管比较，PLGA被认为是神经组织工程合适的材料。在桥接神经缺损的时候，研究虽然多侧重在管道的制备上，但也有人利用非管道材料修复神经缺损，如胶原“细丝”代替管道修复周围神经缺损20mm，海棉状海藻酸盐修复35mm神经缺损。虽然同样达到了修复神经的效果，但是大多数认为让神经在一个没有外界干扰的三维空间内更易再生，同时也不会受到其他组织的入侵而影响再生能力，干扰阻碍神经再生的速度。
研究发现，单纯的材料不论是天然的还是人工合成的都有它的局限性和不足，主要是由于缺少神经的营养物质。神经支架材料的筛选很受重视，并在修复神经损伤中起着决定性的作用。寻找合适的神经支架材料不但要避免材料降解时所产生的一系列负面影响，而且还要求在整个修复过程中起到积极引导作用；不但能够和各种营养因子或种子细胞复合，形成缓释系统，而且还可以通过自身的降解产物激活周围组织自身的成体神经干细胞分裂、增殖、分化，在体内生理条件下最终构建完整的组织或器官。目前还没有比较完善的、应用于临床修复神经缺损的替代产品，在研的数种材料均处于实验阶段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种禽羽根人工神经桥接管和桥接丝；本发明的另一目的在于提供该神经桥接管和桥接丝的制备方法及其用途。禽羽根人工神经桥接管和桥接丝属于一种可植入人体的，组织相容性好、能诱导自体成体神经干细胞的分裂、增殖、分化而达到在原位构建缺损的神经、在机体内可被降解吸收的生物性支架材料。
本发明的技术解决方案：
一种禽羽根人工神经桥接管，由禽羽根冼净、脱脂后，依次用二硫键还原剂、酸、多肽链非共价键变性剂和碱对禽羽根角蛋白进行改构处理而成；禽羽根与上述各试剂的重量/体积比为5％～20％，试剂的应用浓度为(0.1～1.0)mol/L，各个处理过程的温度20℃～40℃，各个处理过程的时间为5～30小时。
一种禽羽根人工神经桥接管的制备方法，禽羽根冼净、脱脂后，依次用二硫键还原剂、酸、多肽链非共价键变性剂和碱对禽羽根角蛋白进行改构处理；禽羽根与上述各试剂的重量/体积比为5％～20％，试剂的应用浓度为(0.1～1.0)mol/L，各个处理过程的温度20℃～40℃，各个处理过程的时间为5～30小时。
一种禽羽根人工神经桥接丝的制备方法，对上述处理获得的禽羽根人工神经桥接管采用冰冻切片技术切成20μm～100μm直径的细丝，制得桥接丝。
禽羽根人工神经桥接管和桥接丝用于医学创伤外科，修复人体已被损伤的周围神经的过渡替代品。
本发明利用对禽羽根进行一系列的生物化学处理后制成人工神经桥接管和桥接丝，植入体内桥接缺损的神经，原位诱导自体成体神经干细胞的分裂和分化，刺激施万细胞的再生，形成新的自体神经，修复缺损，同时本身被降解吸收。动物实验初步表明，上述桥接管既可为神经的再生提供一个良好的微环境，适合神经元自我发挥的三维空间，又能阻碍神经周围的纤维结缔组织侵入，形成瘢痕组织，影响再生神经纤维的生长；禽羽根材料本身及其降解产物不但能激活周围组织自身的成体干细胞(间充质干细胞)和施万细胞，使其分裂、增殖、分化，在体内与这些细胞形成生理性重建，而且还为神经再生提供营养物质。随着材料的降解吸收，最终形成在解剖、组织学意义上与自体组织几乎完全一致的神经结构。
具体实施方式
实施例1
选取长15mm～20mm，直径2.5mm～3mm的鸡羽根20g，用超声波清洗器加3％洗洁精水溶液清洗干净，70℃±10℃干燥。用15mol/L C2H6O 200mL 30℃处理10小时脱脂，蒸馏水清洗，70℃±10℃干燥。用0.1mol/L C4H10O2S2 150mL，35℃处理6小时。蒸馏水洗净试剂，70℃±10℃干燥。用0.3mol/L C2H4O2 250mL，28℃处理5小时。蒸馏水漂洗至pH 5～7，70℃±10℃干燥。用0.8mol/L N2H4CO 200mL，32℃处理8小时。蒸馏水洗净试剂，70℃±10℃干燥。用0.4mol/L KOH 250mL，32℃处理12小时。蒸馏水漂洗至pH6.0～7.5，70℃±10℃干燥，制得鸡羽根人工神经桥接管。
实施例2
选取长15mm～20mm的鸡羽根20g，用超声波清洗器加3％洗洁精水溶液清洗干净，70℃±10℃干燥。用9.6mol/L(CH3CH2)2O 250mL 20℃处理5小时脱脂，蒸馏水清洗，70℃±10℃干燥。0.8mol/L C2H6OS 200mL，40℃处理7小时。蒸馏水洗净试剂，70℃±10℃干燥。用0.2mol/L的HCl 240mL，25℃处理6小时。蒸馏水漂洗至pH 5～7，70℃±10℃干燥。用0.5mol/L CH5N3.HCl 200mL，28℃处理5小时。蒸馏水洗净试剂，70℃±10℃干燥。用0.6mol/L NH4OH 250mL，30℃处理16小时。蒸馏水漂洗至pH6.0～7.5。70℃±10℃干燥，制得鸡羽根人工神经桥接管。
实施例3
选取长15mm～20mm的鸡羽根20g，用超声波清洗器加3％洗洁精水溶液清洗干净，70℃±10℃干燥。用13.6mol/L CH3COCH3 200mL 24℃处理8小时脱脂，蒸馏水清洗，70℃±10℃干燥。用0.5mol/L HCOOOH 200mL，25℃处理6小时。蒸馏水漂洗至pH 5～7，70℃±10℃干燥。用0.1mol/L C12H25O4S.Na 250mL，38℃处理8小时。蒸馏水洗净试剂，70℃±10℃干燥。用1.0mol/L Na2CO3 250mL，32℃处理24小时。蒸馏水漂洗至pH6.0～7.5。70℃±10℃干燥，制得鸡羽根人工神经桥接管。
实施例4
将上述实施例1、2和3制得的鸡羽根人工神经桥接管利用冰冻切片技术切成50um直径的细丝，制得鸡羽根人工神经桥接丝。
实施例5
取50根鸡羽根人工神经桥接丝置入鸡羽根人工神经桥接管腔内(两端预留1mm空腔)，封装，或桥接管与桥接丝分别单独封装，压力蒸汽灭菌。
实施例6
实验大鼠以30g/L的戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后，将大鼠俯卧位固定于鼠板上，后肢术区备皮消毒，无菌条件下作大腿后正中切口分层分离肌肉组织暴露坐骨神经，切除10mm的坐骨神经干，将鸡羽根人工神经桥接管两端分别套在神经远、近断端，各端神经置入管内1mm，中间保持10mm的神经缺损，无损伤缝线将鸡羽根人工神经桥接管与神经结缔组织缝合固定(组1)。可在神经管内装入鸡羽根人工神经桥接丝(组2)。直接缝合断端神经外膜和结缔组织作为对照组(组0)。在2周、1、2个月3个时相点分别进行形态学、电生理、肌湿重恢复率和坐骨神经功能指数的测定，电生理测神经的传导速度和潜伏期，2个月时测定肌湿重恢复率。
结果显示，(1)与组0相比，在第2周时，潜伏期和神经传导速度及坐骨神经功能指数(SIF)各组均无显著性差异。(2)1个月后，实验组神经功能的恢复均优于组0；组2神经功能的恢复优于组1，差异有显著性意义；(3)第2个月后组2神经功能的恢复仍优于组1，各组间差异显著。此时，组2潜伏期恢复到2.12ms，传导速度29.89m/s，肌湿重恢复率达42.21％，SIF值36.98。结论：经处理的鸡羽根人工神经桥接管+桥接丝的鸡羽根人工神经桥接物为周围神经损伤后良好的过渡替代品。

Claims (5)

1.一种禽羽根人工神经桥接管，其特征在于：禽羽根冼净、脱脂后，依次用二硫键还原剂、酸、多肽链非共价键变性剂和碱对禽羽根角蛋白进行改构处理而成；禽羽根与上述各试剂的重量/体积比为5％～20％，各试剂的应用浓度为0.1～1.0mol/L，各个处理过程的温度为20℃～40℃，各个处理过程的时间为5～30小时。
2.一种禽羽根人工神经桥接管的制备方法，其特征在于：禽羽根冼净、脱脂后，依次用二硫键还原剂、酸、多肽链非共价键变性剂和碱对禽羽根角蛋白进行改构处理；禽羽根与上述各试剂的重量/体积比为5％～20％，各试剂的应用浓度为0.1～1.0mol/L，各个处理过程的温度为20℃～40℃，各个处理过程的时间为5～30小时。
3.一种用权利要求1所述的禽羽根人工神经桥接管制备桥接丝的方法，其特征在于：对上述处理获得的禽羽根人工神经桥接管采用冰冻切片技术切成20μm～100μm直径的细丝，制得禽羽根人工神经桥接丝。
4.权利要求1所述的禽羽根人工神经桥接管用于制备修复人体已被损伤的周围神经的过渡替代品。
5.权利要求3所述的禽羽根人工神经桥接丝用于制备修复人体已被损伤的周围神经的过渡替代品。
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人发角蛋白桥接周围神经缺损后的相容性和降解性的实验研究. 武雷，罗艳芬，刘晓静，杨俊，陆云涛，肖应庆，秦建强.中华创伤骨科杂志，第7卷第5期. 2005 *

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