CN103263308A - 多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管包括有圆柱形神经导管本体,横截面为圆环状,本发明还公开了上述神经导管的制备方法,1)分别称取I型胶原蛋白和壳聚糖;2)将I型胶原蛋白和壳聚糖分别放入醋酸溶液中,混合两种悬浊液配制出I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;3)将I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液倒入神经导管成形模具中进行注模和冷淋固形;4)制出多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管;5)对多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行交联及消毒处理。本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管及其制备方法解决了现有神经导管管壁密封,不利于营养物质、氧和代谢产物的运输,在体内不可降解或不具有良好的生物降解性的问题。
Description
技术领域
本发明属于长节段外周神经损伤修复技术领域,涉及一种多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管,本发明还涉及上述神经导管的制备方法。
背景技术
周围神经缺损是临床最常见的创伤之一,该类型的神经损伤会使受累神经所支配的远端肢体出现完全的感觉和运动功能的双重缺失,从而导致严重残疾的发生,给患者的工作和生活质量都带来巨大的影响。
目前,临床上对于较短距离的周围神经缺损,在无张力缝合的原则基础上,多采用神经断端直接缝合的方法进行修复;而对于长距离的周围神经缺损,则往往是采用自体神经移植的方法进行修复。但是,研究表明:自体神经移植仅能实现部分神经功能的恢复,且只有40%~50%的病人在接受移植后能实现运动功能的完全恢复,而感觉神经的功能恢复效果比运动神经或混合型神经要差。同时,这种治疗方法的应用仍然存在诸多制约因素,例如:二次手术、供体神经量有限、配体受体神经不匹配、易形成顽固性神经瘤和神经供区的致残问题,所以寻找替代自体神经移植的方法已成为一种趋势。
组织工程神经支架是一种以天然生物材料或者人工合成的高分子聚合物为原料而制备的,具有特殊的三维结构,主要用于桥接神经缺损的近端和远端,铺设通道引导再生神经长入,并实现再生神经跨越缺损生长的一种组织工程支架。
目前,结构相对简单的神经导管移植物是研究的重点,经多项动物或临床研究证实,其修复长距离神经缺损效果确切。经FDA批准商业化和应用于临床桥接患者神经缺损的组织工程神经支架及相关产品主要集中在这方面。但是,大多数神经导管的管壁为密封式设计且不可降解或不具有良好的生物降解性,这样虽然可使导管具有良好的机械强度和有效限制疤痕组织长入的能力,但同时也不利于营养物质、氧和代谢产物的运输,且需要二次手术取出残留植入结构,限制了多种神经导管的普及。
目前,应用较多的神经导管有:硅胶管和PLGA神经导管。其中,硅胶管存在一定的局限性,如:(1)管壁密封,不利于营养物质、氧和代谢产物的运输,神经修复效果差;(2)在体内不降解,易引起神经的“二次卡压”且需要二次手术取出残留植入结构。而PLGA神经导管也存在一定的局限性,如:管壁的孔径较大,管周细胞(炎症细胞或成纤维细胞)可以大量的渗入管内,不利于神经的再生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管,解决了现有神经导管管壁密封,不利于营养物质、氧和代谢产物的运输,且在体内不可降解或不具有良好的生物降解性的问题。
本发明的另一目的在于提供上述胶原-壳聚糖神经导管的制备方法。
本发明所采用的第一种技术方案是,多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管,包括有神经导管本体,神经导管本体为圆柱体,神经导管横截面为圆环状,横截面的外径为2.5mm、内径为1.5mm。
本发明所采用的第二种技术方案是,多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、分别称取I型胶原蛋白和壳聚糖,I型胶原蛋白和壳聚糖的质量比为1~8:1。
步骤2、将经步骤1称取的I型胶原蛋白放入冰醋酸中,将壳聚糖放入配制的醋酸溶液中,待I型胶原蛋白和壳聚糖都充分溶解后形成两种悬浊液,混合两种悬浊液配制出I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;
步骤3、将经步骤2配制的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液倒入神经导管成形模具中,进行注模和冷淋固形处理;
步骤4、制备出多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管;
步骤5、采用京尼平和乙醇混合溶液对步骤4制得的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行交联及消毒处理。
本发明第二种技术方案的特点还在于,
步骤2具体按照以下方法实施:
步骤2.1、配制质量体积百分比浓度为140mg/ml醋酸溶液;
步骤2.2、按步骤1中称取的I型胶原蛋白的质量量取冰醋酸,每克I型胶原蛋白加入10ml的冰醋酸,将量取的冰醋酸与I型胶原蛋白混合,经22h~26h的溶解处理,制得I型胶原蛋白和冰醋酸的悬浊液;
按步骤1中称取的壳聚糖的质量量取步骤2.1中配制的醋酸溶液,每克的壳聚糖加入37ml的醋酸溶液,将量取的醋酸溶液与壳聚糖混合,经22h~26h的溶解处理,制得壳聚糖和醋酸的悬浊液;
步骤2.3、将经步骤2.2得到的I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,于2℃~6℃条件下,恒温搅拌处理70min~110min,即得到混合悬浊液;
步骤2.4、将经步骤2.3得到的混合悬浊液,先进行抽真空处理,之后再静置10h~14h,得到I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液。
步骤2.3中I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,搅拌处理时的搅拌速度为15000r/min。
步骤3具体按照以下步骤实施:
步骤3.1、将经步骤2得到的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液注入神经导管成形模具中,以小铁夹固定神经导管成形模具两端;
步骤3.2、在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向缓慢浸入液氮中,对注入神经导管成形模具中的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液进行冷淋固形处理,待神经导管成形模具完全浸入液氮后,继续在液氮中保留10h~14h;
步骤3.3、经步骤3.2,将神经导管成形模具连同内部注入的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液一同转入-90℃~-70℃的冰箱中冷藏。
步骤3.1中的神经导管成形模具,包括有中空硅胶管,所述中空硅胶管的两端各连接有一个大小相同的中空铜管,所述中空硅胶管内的空腔为一个实心不锈钢管,所述实心不锈钢管与中空硅胶管之间填充有I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;中空铜管的尺寸为:长2cm,横截面外径为2.5mm,内径为1.5mm;中空硅胶管的尺寸为:长10cm,横截面外径为3.0mm,内径为2.5mm;
步骤3.2中在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向以1.2×10-3m/s的速度缓慢浸入液氮中。
步骤4具体按照以下步骤实施:
步骤4.1、将神经导管成形模具从-90℃~-70℃的冰箱取出,迅速去除神经导管成形模具两端的铜管和铁夹;
步骤4.2、经步骤4.1,将神经导管成形模具放置于预冷好的冷冻干燥机中冻干46h~50h;
步骤4.3、将经步骤4.2冻干处理后的神经导管成形模先具放置于真空状态下并升温至0℃,保持5.5h~6.5h,之后再升温至20℃~24℃,保持30min~60min,解除真空状态,最后升至常温;
步骤4.4、经步骤4.2和步骤4.3冻干成形处理后,将神经导管从神经导管成形模具中取出,按不同的要求,裁剪成不同长度的神经导管,即制备得到多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管。
步骤4.2中冷冻干燥机设置的预冷参数为:-60℃、100mtorr。
步骤5具体按照以下步骤实施:
步骤5.1、分别称取京尼平和无水乙醇,将称取的京尼平与无水乙醇混合,配制成质量百分比浓度为0.5%~1.5%的京尼平和乙醇混合溶液;
步骤5.2、将经步骤4制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管放入步骤5.1中配制的京尼平和乙醇混合溶液中进行交联处理,交联时间为46h~50h,每克的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管要加入20ml的京尼平和乙醇混合溶液;
步骤5.3、经步骤5.2交联处理后,将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管用去离子水和质量百分比浓度为95%的酒精反复清洗25min~35min;
步骤5.4、将经步骤5.3清洗后的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管置于常温下干燥一周,最后用Co60照射多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行消毒处理。
本发明的有益效果在于,
(1)采用本发明方法制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管具有促进营养物质、氧和代谢产物运输的微管样结构,再生神经能够利用多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的微管样结构获取足够的营养物质和排出代谢产物,通过内部的中空结构引导神经生长,进一步提高神经缺损的修复效果,能更有效的促进神经再生。
(2)本发明方法制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管具有生物降解性,解决了在体内不可降解或不具有良好的生物降解性的问题。
附图说明
图1是本发明方法制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的横截面结构示意图;
图2是本发明的制备方法中采用的神经导管成形模具的结构图;
图3是本发明方法制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的横切面扫描电镜照片;
图4是本发明方法制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管管壁的横切面扫描电镜照片;
图5是本发明方法制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管管壁的外侧面扫描电镜照片;
图6是不同比例的I型胶原蛋白和壳聚糖制成的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管体外降解的实验结果图。
图中,1.铜管,2.中空硅胶管,3.实心不锈钢管,4.填充的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液,5.神经导管横截面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管,包括有神经导管本体,神经导管本体为圆柱体,如图1所示,神经导管横截面5为圆环状,横截面的外径为2.5mm、内径为1.5mm。
本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、分别称取I型胶原蛋白和壳聚糖,I型胶原蛋白和壳聚糖的质量比为1~8:1。
步骤2、将经步骤1称取的I型胶原蛋白放入冰醋酸中,将壳聚糖放入配制的醋酸溶液中,待I型胶原蛋白和壳聚糖都充分溶解后形成两种悬浊液,混合两种悬浊液配制出I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液:
步骤2.1、配制质量体积百分比浓度为140mg/ml醋酸溶液;
步骤2.2、按步骤1中称取的I型胶原蛋白的质量量取冰醋酸,每克I型胶原蛋白加入10ml的冰醋酸,将量取的冰醋酸与I型胶原蛋白混合,经22h~26h的溶解处理,制得I型胶原蛋白和冰醋酸的悬浊液;
按步骤1中称取的壳聚糖的质量量取步骤2.1中配制的醋酸溶液,每克的壳聚糖加入37ml的醋酸溶液,将量取的醋酸溶液与壳聚糖混合,经22h~26h的溶解处理,制得壳聚糖和醋酸的悬浊液;
步骤2.3、将经步骤2.2得到的I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,于2℃~6℃条件下,恒温搅拌处理70min~110min,搅拌速度为15000r/min,即得到混合悬浊液;
步骤2.4、将经步骤2.3得到的混合悬浊液,先进行抽真空处理,之后再静置10h~14h,即得到I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液。
步骤3、将经步骤2配制的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液倒入神经导管成形模具中,进行注模和冷淋固形处理:
步骤3.1、将经步骤2得到的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液注入神经导管成形模具中,该模具如图1所示,以小铁夹固定神经导管成形模具两端,防止I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液流出并便于固定神经导管成形模具;
其中铁夹上面有个洞,线可以传过去,所以可以固定神经导管成形模具,然后将神经导管成形模具放入液氮中;
步骤3.2、在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向以1.2×10-3m/s的速度缓慢浸入液氮中,对注入神经导管成形模具中的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液进行冷淋固形处理,待神经导管成形模具完全浸入液氮后,继续在液氮中保留10h~14h;
步骤3.3、经步骤3.2,将神经导管成形模具连同内部注入的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液一同转入-90℃~-70℃的冰箱中冷藏。
步骤4、制备出多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管:
步骤4.1、将神经导管成形模具从-90℃~-70℃的冰箱取出,迅速去除神经导管成形模具两端的铜管和铁夹;
步骤4.2、经步骤4.1,将神经导管成形模具放置于预冷好的Alphal-2型冷冻干燥机中冻干46h~50h;
其中Alphal-2型冷冻干燥机预设置的参数为:-60℃、100mtorr;
步骤4.3、将经步骤4.2冻干处理后的神经导管成形模先具放置于真空状态下并升温至0℃,保持5.5h~6.5h,之后再升温至20℃~24℃,保持30min~60min,解除真空状态,最后升至常温;
步骤4.4、经步骤4.2和步骤4.3冻干成形处理后,将神经导管从神经导管成形模具中取出,按不同的要求,裁剪成各种不同长度的神经导管(外径2.5mm、内径1.5mm),即制备得到多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管。多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的长度根据实际需求而定。
步骤5、采用京尼平和乙醇混合溶液对步骤4制得的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行交联及消毒处理:
步骤5.1、分别称取京尼平和无水乙醇,将称取的京尼平倒入无水乙醇中,配制成质量百分比浓度为0.5%~1.5%的京尼平和乙醇混合溶液;
步骤5.2、将经步骤4制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管放入步骤5.1中配制的京尼平和乙醇混合溶液中进行交联处理,交联时间为46h~50h,其中每克的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管要加入20ml的京尼平和乙醇混合溶液;
步骤5.3、经步骤5.2交联处理后,将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管用去离子水和质量百分比浓度为95%的酒精反复清洗25min~35min;
步骤5.4、将经步骤5.3清洗后的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管置于常温下干燥一周,最后用Co60照射多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行消毒处理。
本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管中用到的主要原料为I型胶原蛋白和壳聚糖。其中I型胶原蛋白主要由成纤细胞或与其来源相类似的细胞如:成骨细胞、成软骨细胞合成,生物体内胶原的合成,一般包括一系列的过程,其通过在胞内合成胶原蛋白分子形成前胶原,进而在胞外进一步聚合成胶原纤维和胶原束,I型胶原蛋白作为体外细胞培养支架时,有促进细胞黏附和诱导生长分化的作用,是良好的培养黏附剂。胶原与不同的细胞之间存在很强的亲和力,与在创伤的愈合过程中起到关键作用的生长因子间也有着特殊的亲和力,在血液凝固后,还可以通过刺激组织的再生与修复来防止再次发生出血。
壳聚糖是甲壳素N-脱乙酰基的产物,具有无毒性、无免疫原性、无热源反应、不溶血等特性,其可生物降解性和良好的生物相容性、成膜性,使其成为一种理想的安全可靠的天然生物活性支架材料。
制备本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管采用的神经导管成形模具,如图2所示,包括有中空硅胶管2,中空硅胶管2的两端各连接有一个大小相同的中空铜管1,中空硅胶管2内的空腔为一个实心不锈钢管3,实心不锈钢管3与中空硅胶管2之间填充有I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液,其中,中空铜管1的尺寸为:长2cm,横截面外径为2.5mm,横截面内径为1.5mm;中空硅胶管2的尺寸为:长10cm,横截面外径为3.0mm,横截面内径为2.5mm;实心不锈钢管3的尺寸为:长10cm,横截面直径为1.5mm。
采用本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行体外降解实验研究:经过反复实验发现,本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管具有良好的塑性形和机械强度,其降解时间更加有利于组织的再生,其空隙具有良好的支撑性和营养透过性。如图3~图5所示,从扫描电镜照片显示出,有整个神经导管的表面有大量的微孔,更加有利于营养物质的渗入和有害代谢产物的排出。
采用本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管对成年SD大鼠15mm坐骨神经缺损修复的效果进行评估,并和自体神经移植修复、硅胶管修复、PLGA导管修复进行了比较,结果如下:
成年SD大鼠在植入不同种材料后第4周及第8周,同一时间点多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管组运动神经传导速度恢复率、波幅恢复率比硅胶管组和PLGA组的显著增高(P<0.05),其与自体神经组运动神经传导速度恢复率、波幅恢复率相比没有显著性差异(P>0.05),具体如表1所示:
aP<0.05vs自体神经组
实施例1
分别称取I型胶原蛋白和壳聚糖,I型胶原蛋白和壳聚糖的质量比为1:1;
配制质量体积百分比浓度为140mg/ml醋酸溶液;按称取的I型胶原蛋白的质量量取配制的冰醋酸,每克I型胶原蛋白加入10ml的冰醋酸,将量取的冰醋酸与I型胶原蛋白混合,经22h的溶解处理制得I型胶原蛋白和冰醋酸的悬浊液;按称取的壳聚糖的质量量取制的醋酸溶液,每克的壳聚糖加入37ml的醋酸溶液,将量取的醋酸溶液与壳聚糖混合,经22h的溶解处理,制得壳聚糖和醋酸的悬浊液;将I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,于2℃条件下恒温搅拌处理70min,搅拌速度为15000r/min,即得到混合悬浊液;将混合悬浊液先进行抽真空处理之后再静置10h,得到I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;
将I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液注入神经导管成形模具中,以小铁夹固定神经导管成形模具的两端;在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向以1.2×10-3m/s的速度缓慢浸入液氮中,对注入神经导管成形模具中的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液进行冷淋固形处理,待神经导管成形模具完全浸入液氮后,继续在液氮中保留10h;将神经导管成形模具连同内部注入的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液一同转入-90℃的冰箱中冷藏;
将神经导管成形模具从-90℃的冰箱取出,迅速去除神经导管成形模具两端的铁夹和铜管;将神经导管成形模具放置于预冷好的Alphal-2型冷冻干燥机中冻干46h;其中冷冻干燥机设置的参数为:-60℃、100mtorr;将冻干处理后的神经导管成形模先具放置于真空状态下并升温至0℃保持5.5h,之后再升温至20℃,保持30min,解除真空状态,最后升至常温;将神经导管从神经导管成形模具中取出,按不同的要求,裁剪成各种不同长度的神经导管,神经导管横截面的外径为2.5mm,内径为1.5mm,即制备得到多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管;
分别称取京尼平和无水乙醇,将称取的京尼平与无水乙醇混合,配制成质量百分比浓度为0.5%的京尼平和乙醇混合溶液;将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管放入配制的京尼平和乙醇混合溶液中进行交联处理,交联时间为46h,每克的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管要加入20ml的京尼平和乙醇混合溶液;经交联处理后,将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管用去离子水和质量百分比浓度为95%的酒精反复清洗25min;将清洗后的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管置于常温下干燥一周,最后用Co60照射多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行消毒处理。
实施例2
分别称取I型胶原蛋白和壳聚糖,I型胶原蛋白和壳聚糖的质量比为4:1;
配制质量体积百分比浓度为140mg/ml醋酸溶液;按称取的I型胶原蛋白的质量量取配制的冰醋酸,每克I型胶原蛋白加入10ml的冰醋酸,将量取的冰醋酸与I型胶原蛋白混合,经22h的溶解处理制得I型胶原蛋白和冰醋酸的悬浊液;按称取的壳聚糖的质量量取制的醋酸溶液,每克的壳聚糖加入37ml的醋酸溶液,将量取的醋酸溶液与壳聚糖混合,经24h的溶解处理,制得壳聚糖和醋酸的悬浊液;将I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,于4℃条件下,恒温搅拌处理90min,搅拌速度为15000r/min,即得到混合悬浊液;将混合悬浊液先进行抽真空处理之后再静置12h,即得到I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;
将I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液注入神经导管成形模具中,以小铁夹固定神经导管成形模具两端;在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向以1.2×10-3m/s的速度缓慢浸入液氮中,对注入神经导管成形模具中的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液进行冷淋固形处理,待神经导管成形模具完全浸入液氮后,继续在液氮中保留12h;将神经导管成形模具连同内部注入的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液一同转入-80℃的冰箱中冷藏;
将神经导管成形模具从-80℃的冰箱取出,迅速去除神经导管成形模具两端的铁夹和铜管;将神经导管成形模具放置于预冷好的Alphal-2型冷冻干燥机中冻干48h;其中冻干机设置的参数为:-60℃、100mtorr;将冻干处理后的神经导管成形模先具放置于真空状态下并升温至0℃保持6h,之后再升温至22℃保持45min,解除真空状态,最后升至常温;将神经导管从神经导管成形模具中取出,按不同的要求,裁剪成各种不同长度的神经导管,神经导管的横截面外径为2.5mm,内径为1.5mm,即制备得到多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管;
分别称取京尼平和无水乙醇,将称取的京尼平与无水乙醇混合,配制成质量百分比浓度为1%的京尼平和乙醇混合溶液;将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管放入配制的京尼平和乙醇混合溶液中进行交联处理,交联时间为48h,每克的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管要加入20ml的京尼平和乙醇混合溶液;经交联处理后,将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管用去离子水和质量百分比浓度为95%的酒精反复清洗30min;将清洗后的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管置于常温下干燥一周,最后用Co60照射多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行消毒处理。
实施例3
分别称取I型胶原蛋白和壳聚糖,I型胶原蛋白和壳聚糖的质量比为8:1;
配制质量体积百分比浓度为140mg/ml醋酸溶液;按称取的I型胶原蛋白的质量量取配制的冰醋酸,每克I型胶原蛋白加入10ml的冰醋酸,将量取的冰醋酸与I型胶原蛋白混合,经22h的溶解处理制得I型胶原蛋白和冰醋酸的悬浊液;按称取的壳聚糖的质量量取制的醋酸溶液,每克的壳聚糖加入37ml的醋酸溶液,将量取的醋酸溶液与壳聚糖混合,经26h的溶解处理,制得壳聚糖和醋酸的悬浊液;将I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,于6℃条件下,恒温搅拌处理110min,搅拌速度为15000r/min,即得到混合悬浊液;将混合悬浊液先进行抽真空处理之后再静置14h,即得到I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;
将I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液注入神经导管成形模具中,以小铁夹固定神经导管成形模具两端;在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向以1.2×10-3m/s的速度缓慢浸入液氮中,对注入神经导管成形模具中的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液进行冷淋固形处理,待神经导管成形模具完全浸入液氮后,继续在液氮中保留14h;将神经导管成形模具连同内部注入的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液一同转入-70℃的冰箱中冷藏;
将神经导管成形模具从-70℃的冰箱取出,迅速去除神经导管成形模具两端的铁夹和铜管;将神经导管成形模具放置于预冷好的Alphal-2型冷冻干燥机中冻干50h;其中冷冻干燥机设置的参数为:-60℃、100mtorr;将冻干处理后的神经导管成形模先具放置于真空状态下并升温至0℃保持6.5h,之后再升温至24℃保持60min,解除真空状态,最后升至常温;将神经导管从神经导管成形模具中取出,按不同的要求,裁剪成各种不同长度的神经导管,神经导管的横截面外径为2.5mm,内径为1.5mm,即制备得到多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管;
分别称取京尼平和无水乙醇,将称取的京尼平与无水乙醇混合,配制成质量百分比浓度为1.5%的京尼平和乙醇混合溶液;将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管放入配制的京尼平和乙醇混合溶液中进行交联处理,交联时间为50h,每克的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管要加入20ml的京尼平和乙醇混合溶液;经交联处理后,将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管用去离子水和质量百分比浓度为95%的酒精反复清洗35min;将清洗后的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管置于常温下干燥一周,最后用Co60照射多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行消毒处理。
如图6所示:(1)应用纯I型胶原,其降解速度远远快于神经恢复,不能在一定的时间为再生神经提供支撑;
(2)采用纯壳聚糖,其降解缓慢,神经已经长入断端,但引导生长物还依然存在;
(3)分别采取1:1,4:1,8:1的I型胶原和壳聚糖配比,发现其符合互相弥补缺点的的配比,根据神经缺损长度确定缺损时间分别采取最优的配比,从而做到个体化治疗,真正的使可降解与支撑引导功能得到最大限度的发挥。
Claims (10)
1.多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管,其特征在于,包括有神经导管本体,所述神经导管本体为圆柱体,所述神经导管横截面(5)为圆环状,横截面的外径为2.5mm、内径为1.5mm。
2.多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,该方法基于本发明的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1、分别称取I型胶原蛋白和壳聚糖,I型胶原蛋白和壳聚糖的质量比为1~8:1。
步骤2、将经步骤1称取的I型胶原蛋白放入冰醋酸中,将壳聚糖放入配制的醋酸溶液中,待I型胶原蛋白和壳聚糖都充分溶解后形成两种悬浊液,混合两种悬浊液配制出I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;
步骤3、将经步骤2配制的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液倒入神经导管成形模具中,进行注模和冷淋固形处理;
步骤4、制备出多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管;
步骤5、采用京尼平和乙醇混合溶液对步骤4制得的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行交联及消毒处理。
3.根据权利要求2所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤2具体按照以下方法实施:
步骤2.1、配制质量体积百分比浓度为140mg/ml醋酸溶液;
步骤2.2、按步骤1中称取的I型胶原蛋白的质量量取冰醋酸,每克I型胶原蛋白加入10ml的冰醋酸,将量取的冰醋酸与I型胶原蛋白混合,经22h~26h的溶解处理,制得I型胶原蛋白和冰醋酸的悬浊液;
按步骤1中称取的壳聚糖的质量量取步骤2.1中配制的醋酸溶液,每克的壳聚糖加入37ml的醋酸溶液,将量取的醋酸溶液与壳聚糖混合,经22h~26h的溶解处理,制得壳聚糖和醋酸的悬浊液;
步骤2.3、将经步骤2.2得到的I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,于2℃~6℃条件下,恒温搅拌处理70min~110min,即得到混合悬浊液;
步骤2.4、将经步骤2.3得到的混合悬浊液,先进行抽真空处理,之后再静置10h~14h,得到I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液。
4.根据权利要求3所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤2.3中I型胶原蛋白和醋酸的悬浊液与壳聚糖和醋酸的悬浊液混合在一起,搅拌处理时的搅拌速度为15000r/min。
5.根据权利要求2所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤3具体按照以下步骤实施:
步骤3.1、将经步骤2得到的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液注入神经导管成形模具中,以小铁夹固定神经导管成形模具两端;
步骤3.2、在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向缓慢浸入液氮中,对注入神经导管成形模具中的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液进行冷淋固形处理,待神经导管成形模具完全浸入液氮后,继续在液氮中保留10h~14h;
步骤3.3、经步骤3.2,将神经导管成形模具连同内部注入的I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液一同转入-90℃~-70℃的冰箱中冷藏。
6.根据权利要求5所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤3.1中的神经导管成形模具,包括有中空硅胶管(2),所述中空硅胶管(2)的两端各连接有一个大小相同的中空铜管(1),所述中空硅胶管(2)内的空腔为一个实心不锈钢管(3),所述实心不锈钢管(3)与中空硅胶管(2)之间填充有I型胶原-壳聚糖凝胶状悬浊液;
所述中空铜管(1)的尺寸为:长2cm,横截面外径为2.5mm,内径为1.5mm;
所述中空硅胶管(2)的尺寸为:长10cm,横截面外径为3.0mm,内径为2.5mm;
所述实心不锈钢管(3)的尺寸为长10cm,横截面直径为1.5mm。
7.根据权利要求5所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤3.2中在微型调速仪作用下,以垂钓的方式将神经导管成形模具顺轴向以1.2×10-3m/s的速度缓慢浸入液氮中。
8.根据权利要求2所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤4具体按照以下步骤实施:
步骤4.1、将神经导管成形模具从-90℃~-70℃的冰箱取出,迅速去除神经导管成形模具两端的铜管和铁夹;
步骤4.2、经步骤4.1,将神经导管成形模具放置于预冷好的冷冻干燥机中冻干46h~50h;
步骤4.3、将经步骤4.2冻干处理后的神经导管成形模先具放置于真空状态下并升温至0℃,保持5.5h~6.5h,之后再升温至20℃~24℃,保持30min~60min,解除真空状态,最后升至常温;
步骤4.4、经步骤4.2和步骤4.3冻干成形处理后,将神经导管从神经导管成形模具中取出,按不同的要求,裁剪成不同长度的神经导管,即制备得到多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管。
9.根据权利要求8所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤4.2中冷冻干燥机设置的预冷参数为:-60℃、100mtorr。
10.根据权利要求8所述的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤5具体按照以下步骤实施:
步骤5.1、分别称取京尼平和无水乙醇,将称取的京尼平与无水乙醇混合,配制成质量百分比浓度为0.5%~1.5%的京尼平和乙醇混合溶液;
步骤5.2、将经步骤4制备出的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管放入步骤5.1中配制的京尼平和乙醇混合溶液中进行交联处理,交联时间为46h~50h,每克的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管要加入20ml的京尼平和乙醇混合溶液;
步骤5.3、经步骤5.2交联处理后,将多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管用去离子水和质量百分比浓度为95%的酒精反复清洗25min~35min;
步骤5.4、将经步骤5.3清洗后的多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管置于常温下干燥一周,最后用Co60照射多微孔可降解胶原-壳聚糖神经导管进行消毒处理。
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