CN104027842A - 一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，包括：将聚四氟乙烯管状模具固定在静电纺丝接收装置的磁极两端；将聚合物溶解于有机溶剂中，搅拌，得到纺丝溶液，然后进行静电纺丝，即得。本发明利用磁场控制的静电纺丝得到可降解的轴向取向纳米纤维神经导管，生物相容性好，能够引导神经细胞沿着取向生长，促进受损神经再生修复；本发明方法操作简单，可重复性好，经济效益高。
Description
技术领域
本发明属于神经导管的制备领域，特别涉及一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法。
背景技术
周围神经的再生以及功能的恢复一直是困扰临床的一个难题，每年全世界都有大量的患者需要进行神经修复。到目前为止，最常采用的方法是自体神经移植来治疗神经断裂或者缺损。但是，自体神经可供移植的来源非常有限，并且时常伴随供区功能受损。此外在显微外科手术中很难避免神经纤维的错向对接，从而影响神经功能的恢复。因此，寻求新的方法对周围神经损伤进行修复成为显微外科治疗中急需解决的难题。近些年来神经导管的概念逐步被学者提及，它指的是能够引导和促进神经再生的人工合成管道。
多年来好多研究人员采用静电纺丝技术制备神经导管取得了很大的进展。静电纺丝技术制的纳米纤维支架具有高的比表面积和孔隙率，能够很好的模拟细胞外基质的结构，为细胞的生长和增殖提供良好的微环境。莫秀梅等人【莫秀梅等，一种螺旋形易弯曲抗压力的神经导管的制备方法：200910047905.3[P].2009-03-20】,杨庆等人【杨庆等，聚己内酯PCL静电纺丝神经导管及其制备和应用：200910050507.7[P].2009-05-04】，均采用静电纺丝的技术制备神经导管。但是由于静电纺过程存在不稳定性造成纤维结构不均匀。针对神经细胞的特点，采用静电纺技术获得取向排列的纳米纤维，此类纤维连通性好，能够更好的为神经细胞的生长和增殖提供适宜的微环境。当前取向纤维获取最常用的方法是利用转轴收集器获得取向纳米纤维膜，再将所获取的薄膜卷起，并缝合得到中空多层管状人工神经导管，黄宁平等【黄宁平等，促进神经缺损修复的人工神经导管的制备方法：201310044225.2[P].2013-01-31】通过薄膜改性经裁剪折叠获得人工神经导管。其他简便获取取向神经导管的方法至今报道很少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，本发明利用磁场控制的静电纺丝得到可降解的轴向取向纳米纤维神经导管，生物相容性好，能够引导神经细胞沿着取向生长，促进受损神经再生修复；本发明方法操作简单，可重复性好，经济效益高。
本发明的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，包括：
(1)将聚四氟乙烯管状模具固定在静电纺丝接收装置的磁极两端；其中静电纺丝接收装置包括：静电发生器、夹头、注射器、旋转马达、传送皮带以及接收装置部分；其中接收装置包括磁极系统和聚四氟乙烯管状模具；
(2)将聚合物溶解于有机溶剂中，搅拌，得到纺丝溶液，然后进行静电纺丝，即得轴向取向纳米纤维神经导管。
所述步骤(1)中聚四氟乙烯管状模具的直径为2-10mm。
所述步骤(1)中旋转马达通过传送皮带控制磁极系统和聚四氟乙烯管状模具的转动速度。
所述步骤(1)中旋转马达的旋转速率为10-70rpm。
所述步骤(2)中聚合物为丝素蛋白、胶原蛋白、壳聚糖、左旋聚乳酸PLLA、聚己内酯PCL、左旋聚乳酸-己内酯PLLA-CL中的一种或者几种。
所述步骤(2)中有机溶剂为二氯甲烷、六氟异丙醇、三氟乙酸、三氟乙醇、乙酸中的一种或者几种。
所述步骤(2)中纺丝溶液的浓度为3-12％W/V。
所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为推进速率为0.5-2.5ml/h，纺丝电压为10kv-20kv，接收距离为8-15cm。
所述步骤(2)所得的轴向取向纳米纤维神经导管经消毒灭菌处理后应用于周围神经修复。
本发明提供一种轴向取向神经导管的制备方法，该方法是静电纺技术和磁控理论相结合应用于神经修复，纳米纤维5在磁场作用下，摆动幅度较小，纳米纤维先后搭接在磁体7的两端，并附着在聚四氟乙烯非导电材质的管状模具8上，随着旋转马达4通过传动皮带6控制磁体7及聚四氟乙烯材质的管状模8转动，纤维伴随模具转动逐步堆积形成管状结构，同时达到了纤维走向有序性的目的。这样的纤维结构有助于促进神经细胞的粘附和增殖，提升周围神经效率。针对外周神经损伤修复效果明显。所获得的神经导管长度为10-50mm，内径为2-4mm，壁厚为0.3-0.8mm。(根据临床需求制造成各种不同规格)
理想的导管材料需要具备良好的细胞相容性，较低的细胞毒性，并且能被生物体降解，伴随神经恢复的同时发生降解反应，患者不需忍受二次手术的痛苦。其材料可以是天然材料如丝素蛋白，胶原蛋白，壳聚糖，也可以是人工合成的可降解高分子材料如左旋聚乳酸(PLLA),聚己内酯(PCL),左旋聚乳酸-己内酯(PLLA-CL)。制备的神经导管的材料可以是上述中的一种或者几种复合制备。
有益效果
(1)本发明的优点在于巧妙的利用磁场控制的静电纺丝得到了可降解的轴向取向纳米纤维神经导管，生物相容性好，能够引导神经细胞沿着取向生长，促进受损神经再生修复；
(2)本方法操作简单，可重复性好经济效益高。
附图说明
图1静电纺丝接收装置示意图；
图2左旋聚乳酸(PLLA)神经导管外观图片(a)及局部放大2000倍扫描电子显微镜照片(b)；
图3左旋聚乳酸(PLLA)神经导管的扫描电子显微镜照片(a)及导管上纤维轴向取向分布的扫描电子显微镜照片(b)；
图4直径为2mm轴向取向的P(LLA-CL)与丝素蛋白混合的神经导管用于修复15mm新西兰大白兔坐骨神经损伤术后照片(a)及术后三个月照片(b)。
具体实施方式
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所限定的范围。
实施例1
用电子天平秤取0.8g左旋聚乳酸-己内酯(PLLA-CL)[50：50]，溶解于10ml的六氟异丙醇中，利用磁力搅拌混合均一，得到浓度为8％(克/毫升)的纺丝溶液。对该溶液进行静电纺丝；静电纺丝工艺参数为：施加电压10kv，推进泵推进速度为1ml/h，接收距离为8cm,选用9号针头，聚四氟乙烯模具直径为4mm，磁性接收轴的转速为50rpm。可得到直径为4mm轴向取向的P(LLA-CL)神经导管。
实施例2
用电子天平秤取0.4g左旋聚乳酸-己内酯(PLLA-CL)[50：50]，溶解于5ml的六氟异丙醇中，利用磁力搅拌混合均一，得到浓度为8％(克/毫升)的纺丝溶液，用电子天平秤取0.4g丝素蛋白，溶解于5ml的六氟异丙醇中，利用磁力搅拌混合均一，得到浓度为8％(克/毫升)的纺丝溶液，将二者按3：1的比例混合均匀，混合溶液的总浓度为8％。对该溶液进行静电纺丝；静电纺丝工艺参数为：施加电压10kv，推进泵推进速度为1ml/h，接收距离为8cm,选用6号针头，聚四氟乙烯模具直径为2mm，磁性接收轴的转速为50rpm。可得到直径为2mm轴向取向的P(LLA-CL)与丝素蛋白混合的神经导管。
实施例3
用实施例2制得的直径为2mm轴向取向的P(LLA-CL)与丝素蛋白混合的神经导管用于修复15mm新西兰大白兔坐骨神经损伤。实验动物施行腿部坐骨神经人工离段，然后利用人工神经导管进行离段修复。术后对动物进行常规喂养及观察。术后动物恢复良好，术后三个月后，将导管取出观察结果。材料两端坐骨神经完好，材料与周围神经有较厚一层膜包裹，将增生组织和周围神经一并取材做病检，(横切面和纵切面)切片观察髓鞘、神经纤维在材料支架上的生长情况，材料降解，内部有组织长入。利用甲苯胺蓝染色观察横切面神经纤维的数目，神经纤维的数目与自体神经相比无显著性差异，中性粒细胞及淋巴细胞等炎症细胞反应较少。
Claims (9)
1.一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，包括：
(1)将聚四氟乙烯管状模具固定在静电纺丝接收装置的磁极两端；其中静电纺丝接收装置包括：静电发生器(1)、夹头(2)、注射器(3)、旋转马达(4)、传送皮带(6)以及接收装置部分；其中接收装置包括磁极系统(7)和聚四氟乙烯管状模具(8)；
(2)将聚合物溶解于有机溶剂中，搅拌，得到纺丝溶液，然后进行静电纺丝，即得轴向取向纳米纤维神经导管。
2.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚四氟乙烯管状模具的直径为2-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中旋转马达通过传送皮带控制磁极系统和聚四氟乙烯管状模具的转动速度。
4.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中旋转马达的旋转速率为10-70rpm。
5.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中聚合物为丝素蛋白、胶原蛋白、壳聚糖、左旋聚乳酸PLLA、聚己内酯PCL、左旋聚乳酸-己内酯PLLA-CL中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中有机溶剂为二氯甲烷、六氟异丙醇、三氟乙酸、三氟乙醇、乙酸中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中纺丝溶液的浓度为3-12％W/V。
8.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为推进速率为0.5-2.5ml/h，纺丝电压为10kv-20kv，接收距离为8-15cm。
9.根据权利要求1所述的一种轴向取向纳米纤维神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)所得的轴向取向纳米纤维神经导管经消毒灭菌处理后应用于周围神经修复。
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