CN102247184B

CN102247184B - 管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架及其制备方法

Info

Publication number: CN102247184B
Application number: CN 201110079141
Authority: CN
Inventors: 张佩华; 王碧峤; 郯志清; 陈南梁; 杨庆; 王文祖; 沈新元; 沈尊理; 姚一舟
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: CN102247184A

Abstract

本发明涉及一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架及其制备方法，该神经导管支架是采用生物可降解纤维材料经内芯编织成的中空圆形管状织物，且管内具有与管壁平行并固定连结在管壁上的平行导向纱；其制备方法包括：1)制备管壁编织线；2)制备平行导向纱；3)将上述的平行导向纱穿过内芯上下两端相对的小孔，并将平行导向纱两端打结固定；然后将步骤1)所得的管壁编织线在内芯上采用三向编织法编织得到完整的编织好的支架；4)将上述编织好的支架热定型处理，褪下，即得。本发明的导管支架，具有良好的生物力学性能，可稳定地引导神经细胞的生长的方向；该制备方法操作简单，对设备要求低。

Description

管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架及其制备方法

技术领域

本发明属神经导管支架领域，特别涉及一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架及其制备方法。

背景技术

周围神经损伤是临床常见疾患，其发生率远较中枢神经损伤为多。目前的治疗方法主要为自体神经移植，存在着供区的功能损害、供区神经来源有限等的局限性。组织工程技术的诞生和发展为临床周围神经再生修复提供了一种更为理想的、符合生理特点的方法。用组织工程技术修复受损神经，就是获取少量种子细胞在体外培养扩增后和生物可降解支架结合成复合物，将其植入缺损部位后种子细胞增殖、分化、分泌基质，形成修复组织，生物材料逐渐降解，最终达到生物学意义上的完全修复。其中支架在组织工程技术中占有非常重要的地位，它不仅起支撑作用，保持原有组织的形状，而且还起到模板作用，为细胞提供寄宿、成长、分化和增殖的场所，对受损组织的再生进行引导和对再生组织的结构进行控制，是决定组织工程技术是否能用于临床的关键因素。在生物可降解材料选用中，天然高分子材料降解周期一般较为固定，而合成高分子材料的组成、结构和降解行为更易于控制，迄今应用最广、研究最多的是生物可降解聚酯类材料，如：聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLA)和聚乙交酯丙交酯(PGLA)等。

目前国际上制作神经再生导管的方法多种多样，大体可分为：

(1)溶液和控制溶剂蒸发的方法。将导管的材料制成溶液，然后控制溶剂蒸发，使管壁形成所要求的三维空间。王身国等将聚乳酸溶于二氯甲烷中，再加入一定粒径的氯化钠颗粒，制成了聚乳酸管，将二氯甲烷经一定温度蒸发后，在水中浸泡去盐，再真空干燥即得到多孔的导管【王身国，侯建伟等.聚d，l-乳酸及其对20毫米断缺神经诱导修复的研究.高技术通讯，2000(8)：15-18】。

(2)在模具上浇制的方法。将导管的材料制成溶液，浇入模具中并干燥，形成了导管。李青峰等在无菌条件下将水溶性壳聚糖在模具上浇注成有孔或无孔半透明导管，再取肠衣制成的有孔医用生物膜在灭菌条件下粘合在上述导管的外膜上，制成具有不同通透性的复合导管。【李青峰，徐靖宏等.不同通透性壳聚糖生物膜复合导管修复周围神经缺损的实验研究.上海医学，2000，23(7)：390～392】；Chang CJ等将玻璃芯棒插入PGLA溶液中，在芯棒上形成管壁，定型后再插入不同浓度的酒精溶液，使导管与芯棒分离，形成不同通透性的导管。【Chang CJ，Hsu SH.The effect of high outflow permeability in asymmetric poly(DL-lacticacid-co-glycolic acid)conduits for peripheral nerve regeneration.Biomaterials，2006，27(23)：1035-1042】。

(3)编织的方法。编织是一组纱线沿0度方向延伸，而且所有纱线都偏移一个合适的角度，然后交织在一起形成织物的过程。编织结构容易织制小直径空心导管。张俊峰等尝试用规则编织法编织PGLA神经导管支架，并进行了涂层处理【张俊锋，张佩华，王文祖.编织型神经再生导管的研制.产业用纺织品，2004，165(6)：19-21】；刘维华等以PGLA(90∶10)为材料，采用规则编织和三轴向编织法，编织神经导管支架【刘维华，王文祖.编织结构周围神经再生导管的扭转性能初探.现代纺织技术，2008(3)：4-7】；孙丹丹等在前人的研究基础上，采用三轴向编织法，编织出具有双层结构的新型神经导管【孙丹丹，陈南梁.新型编织型神经导管的制备及其性能中国组织工程研究与临床康复，2009，13(3)：505-509】；袁健东等编织50根微导管，并胶联编织成外径为3mm的支架【袁健东，赵杰，李忠海，等.新型三维编织型生物支架的研制及体外生物相容性.中国组织工程研究与临床康复，2009，13(29)：5619-5623】。

周围神经再生受神经趋化性、神经营养性和接触引导三者的影响。目前认为，神经远端释放出一些神经营养及趋化因子，其为可扩散因子并向近断端弥散，在近、远断端间形成一个神经营养及趋化因子的浓度梯度，从而完成诱导再生轴突向远断端生长，并与选择性定向有关。理想的神经损伤修复应该最大限度的发挥神经趋化性、神经营养性和接触引导三者的作用。但目前的神经导管不能提供神经生长因子浓度梯度，无法发挥神经趋化性的作用，从而无法达到预期的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架及其制备方法，该编织型神经导管支架具有良好的生物力学性能，管内固定连结平行导向纱不会偏移，可稳定地引导神经细胞的生长的方向；本发明的制备方法操作简单，对设备要求低。

本发明的一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架，是采用生物可降解纤维材料经内芯编织成的中空圆形管状织物，其内径为5～10mm，壁厚为0.1～2mm，且管内具有与管壁平行并固定连结在管壁上的平行导向纱。

上述生物可降解材料选用聚乙交酯丙交酯(PGLA)共聚纤维，其中乙交酯(GA)、丙交酯(LA)的质量百分比为50∶50～90∶10。

上述平行导向纱由聚乙交酯丙交酯(PGLA)共聚纤维与神经生长因子(NGF)复合后，在锭子机上交织成编织线制得，其中每两根纤维复合神经生长因子的长度逐渐梯度递减。

上述所用的内芯为两端大小形状相同，且外径与组织工程神经导管支架内径相等的两个圆板(如图1所示)，其中每个圆板上各有数量为6～12的等间距小孔，且上下两个圆板的小孔数目相等，这些小孔等间距排列在同一圆周上；并用长度与组织工程神经再生导管支架长度相同的6根细杆连结两个圆板的外圆周，细杆与圆板垂直，等间距排列，形成一个圆形镂空管状结构内芯。

本发明的一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架的制备方法，包括：

1)管壁编织线的制备：将生物可降解纤维长丝编织成线，得管壁编织线；

2)平行导向纱的制备：将6～18根长度相等且长度约为神经导管支架长度3倍的PGLA纤维长丝与神经生长因子(NGF)复合，且每两根纤维复合神经生长因子的长度逐渐梯度递减(如图2所示)，然后编织成线，即为1根平行导向纱；依此方法编织与内芯单个圆板的小孔数目相等的平行导向纱；

3)组织工程神经导管支架的制备：将上述的平行导向纱穿过内芯上下两端相对的小孔，使平行导向纱与内芯的细杆平行，并将平行导向纱两端打结固定；然后将步骤1)所得的管壁编织线在内芯上采用三向编织法编织，其中两组纱线参与编织，第三组纱线作为轴纱衬入；每编织三分之一神经导管支架长度后，将轴纱水平拉入内芯，并在最近的平行导向纱上打一个结，再水平拉回原来的位置，作为轴纱继续编织，最后得到完整的编织好的支架；

4)将上述编织好的支架外层涂覆壳聚糖涂层溶液，然后进行热定型处理，最后将神经导管支架从内芯上褪下，即得。

上述步骤1)中所述的生物可降解纤维长丝为聚乙交酯丙交酯纤维长丝。

上述步骤1)和步骤2)所述的编织成线中，线的合成支数范围为20dtex～1000dtex。

为了发挥神经趋化性、神经营养性和接触引导的作用，促进远端神经的再生，本发明提供了一种管内具有固定连结平行导向纱的组织工程神经导管支架，其能够使细胞贴附，并引导神经细胞沿着导管长度方向顺利生长。

有益效果

1、本发明的组织工程神经导管支架，通过利用特制的内芯和创新性的编织方法，编织出具有固定连结的平行导向纱的导管，增强了导管支架的生物力学性能，为神经的附着和生长提供了稳定的空间与支撑。

2、本发明的组织工程神经导管支架中的平行导向纱，复合了神经生长因子，可以促进神经细胞的生长；平行导向纱上因涂覆神经生长因子的长度不同构成神经生长因子浓度梯度的变化，可更好地引导神经细胞从低浓度端向高浓度端生长。

3、本发明的组织工程神经导管支架具有良好的生物力学性能，管内固定连结平行导向纱不会偏移，可稳定地引导神经细胞的生长的方向，并为种子细胞的附着和生长提供了额外附着空间。

附图说明

图1内芯结构示意图。

图2平行导向纱内各纤维(6根)不同浸入长度示意图。

图3导管支架横截面示意图，其中有6根平行导向纱。

图4导管支架纵截面示意图。

具体实施实例

下面结合具体实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书限定的范围。

实施例1

1)编织线的制备：将线密度为55dtex的PGLA(乙交酯GA与丙交酯LA的质量百分比90∶10)长丝，在温度20℃、相对湿度65％的大气条件下，在12锭立式锭子编织机上进行无芯交叉编织成纱线，编织角54.5°；

2)平行导向纱的制备：将线密度为55dtex的PGLA(乙交酯GA与丙交酯LA的质量百分比90∶10)长丝，每根剪取长度为45mm，共12根，将12根长丝垂直浸入20mg/ml神经生长因子(NGF)溶液中，其中每2根长丝依次浸入溶液高度分别为35mm、32mm、29mm、26mm、23mm、20mm的NGF溶液中，浸入时间30min。取出后自然晾干，在12锭立式锭子编织机上进行无芯交叉编织成线，编织角54.5°，如此为1根平行导向纱。同样的平行导向纱一共制备6根；

3)组织工程神经导管支架的制备：将6根平行导向纱固定在长度为15mm，外径为6mm的内芯上，用编织线在12锭立式锭子编织机上进行三向带芯编织，每编织5mm长度，将作为轴纱衬入的第三组编织线水平拉入内芯，在距离最近的平行导向纱上打一个结，再将编织线水平拉回原来的位置，作为轴纱继续编织。

4)编织好的支架表层涂覆壳聚糖涂层溶液后，在温度40℃下进行热定型处理后，将组织工程神经再生导管支架从内芯上褪下。

实施例2

1)编织线的制备：将线密度为77dtex的PGLA(乙交酯GA与丙交酯LA的质量百分比＝70∶30)长丝，在温度20℃、相对湿度65％的大气条件下，在16锭立式锭子编织机上进行无芯交叉编织成纱线，编织角55.6°；

2)平行导向纱的制备：将线密度为77dtex的PGLA(乙交酯GA与丙交酯LA的质量百分比＝70∶30)长丝，每根剪取长度为50mm，共16根，将16根长丝垂直浸入20mg/ml神经生长因子(NGF)溶液中，其中每2根长丝依次浸入溶液高度分别为37.5mm、35mm、32.5mm、30mm、27.5mm、25mm、22.5mm、20mm的NGF溶液中，浸入时间30min。取出后自然晾干，在16锭立式锭子编织机上进行无芯交叉编织成线，编织角55.6°，如此为1根平行导向纱。同样的平行导向纱一共制备8根；

3)组织工程神经导管支架的制备：将8根平行导向纱固定在长度为18mm，外径为10mm的内芯上，用编织线在16锭立式锭子编织机上进行三向带芯编织，每编织6mm，将作为轴纱衬入的第三组编织线水平拉入内芯，在距离最近的平行导向纱上打一个结，再将编织线水平拉回原来的位置，作为轴纱继续编织；

Claims

1.一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架的制备方法，包括：

1)将生物可降解纤维长丝编织成线，得管壁编织线；

2)将6～18根长度为神经导管支架长度3倍的聚乙交酯丙交酯纤维长丝与神经生长因子复合，且每2根纤维复合神经生长因子的长度逐渐梯度递减，然后编织成线，即为1根平行导向纱；依此方法编织与内芯单个圆板的小孔数目相等的平行导向纱；

3)将上述的平行导向纱穿过内芯上下两端相对的小孔，使平行导向纱与内芯的细杆平行，并将平行导向纱两端打结固定；然后将步骤1)所得的管壁编织线在内芯上采用三向编织法编织，其中两组纱线参与编织，第三组纱线作为轴纱衬入；每编织三分之一神经导管支架长度后，将轴纱水平拉入内芯，并在最近的平行导向纱上打一个结，再水平拉回原来的位置，作为轴纱继续编织，最后得到完整的编织好的支架；

2.根据权利要求1所述的一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的生物可降解纤维长丝为聚乙交酯丙交酯纤维长丝。

3.根据权利要求1所述的一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架的制备方法，其特征在于：步骤1)和步骤2)所述的编织成线中，线的线密度范围为20dtex～1000dtex。

4.根据权利要求1所述的一种管内具有平行导向纱的编织型神经导管支架的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的内芯为两端大小形状相同，且外径与神经导管支架内径相等的两个圆板，其中每个圆板上各有数量为6～12的等间距小孔，且上下两个圆板的小孔数目相等，这些小孔等间距排列在同一圆周上；并用长度与神经导管支架长度相同的6根细杆连结两个圆板的外圆周，细杆与圆板垂直，等间距排列，形成一个圆形镂空管状结构内芯。