CN104107096B - 可弯曲全降解镁合金神经导管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于神经缺损修复的可弯曲全降解镁合金神经导管，通过多根镁合金丝线编织形成一体成型的圆管型结构，其中，每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈45度角，同一方向上的相邻两列镁合金丝线之间具有间隙；同时提供了该可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法。本发明提供的可弯曲全降解镁合金神经导管，具有高的径向支撑强度、良好的弯曲柔顺性，可控的均匀降解性能。制备出的用于神经缺损修复的可弯曲全降解镁合金神经导管壁厚均匀、表面光滑，可广泛用于修复各种需要弯曲的缺损神经。

Description

可弯曲全降解镁合金神经导管及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物材料加工技术领域，具体为一种用于神经缺损修复的可弯曲全降解镁合金神经导管及其制备方法。

背景技术

周围神经缺损的修复材料有自体组织(如神经，血管，脱细胞基质等)，然而自体组织来源有限，且会造成供区的永久性损伤。通过导管构建的组织工程化人工神经来桥接修复神经缺损是最具前景的方法。目前应用于神经修复的导管主要集中在高分子聚合物，天然生物材料(如胶原蛋白等)，这些材料虽然生物相容性优良，但是降解产物容易导致周围组织的炎症反应及管壁塌陷，管壁通透性不佳，降解时间难以精确调控，不利于神经轴突的再生。因此目前临床上还没有一种理想的神经导管材料被广泛采用。

随着材料科学的进步，可降解金属镁合金材料作为血管支架已应用于人体临床试验，该类金属材料不仅具有良好的生物相容性，而且具有适宜的力学性能，管壁支撑作用强，降解速率可控，降解产物为人体必需元素，生物相容性好。而且近年来研究表明镁合金降解过程中释放的镁离子具有对神经细胞损伤引起的凋亡具有保护作用【文献：Hasanein P.et al，Oral magnesium administration preventsthermal hyperalgesia induced by diabetes in rats.Diabetes Res ClinPract(2006)73(1)：17-22】，同时研究表明镁离子能改善大鼠因遭受外力受损的神经学功能和记忆【文献：Jeong S.M，et al.Changes in magnesium concentrationin the serum and cerebrospinal fluid of neuropathic rats.Acta AnaesthesiolScand(2006).50(2)：211-6】。采用激光加工技术，能够精确制备多孔的组织工程金属管状支架，为缺损段神经细胞生长提供三维支架。而且，镁金属材料具有较好的导电性能，可在植入的镁合金神经导管上施加外加电场，对神经缺损区进行电刺激，进一步诱导损伤区神经生长因子(nerve growth factor，NGF)的表达，从而可创造有利于神经再生的微环境，【文献：陈虹等，电刺激对大鼠脊髓损伤后神经生长因子表达的影响，中国康复理论与实践，2012，Vol18，No.1，pp.33-36】。此外，镁合金降解会在人体局部区域内造成微偏碱性环境，会有效抑制细菌生长，达到抗菌消炎的目的。而高分子聚乳酸类材料降解时通常会造成局部偏酸性环境，不利于抗菌消炎。以上这些都是目前临床上用于神经缺损修复的非金属类材料(高分子聚合物，天然生物材料)不具有的显著性优点。由上可见，可降解金属镁基导管是极具临床应用前景的神经导管材料。

但是，采用上述工艺方法制备的镁合金神经导管不能弯曲，不适于关节等部位需要弯曲的神经的修复。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于神经缺损修复的可弯曲全降解镁合金神经导管及其制备方法，应用可降解金属镁丝编织成导管作为神经导管。

本发明是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于神经缺损修复的可弯曲全降解镁合金神经导管，包括多根镁合金丝线，多根镁合金丝线编织形成一体成型的圆管型结构，其中，每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈一定角度，同一方向上的相邻两列镁合金丝线之间具有间隙。

优选地，每一根镁合金丝线的直径为0.05～0.2mm。

优选地，同一方向上的相邻两根镁合金丝线之间的间隙为0.005～0.05mm。

优选地，所述可弯曲全降解镁合金神经导管的长度为5～100mm，外径为1～10mm，管壁厚度为0.1～0.4mm。

优选地，每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈45度角。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将镁合金初始坯料通过挤压模具获得镁合金粗丝材；

步骤2，将步骤1得到的镁合金粗丝材经多道次拉拔后，获得最终所需尺寸的镁合金丝线；

步骤3，将步骤2得到的镁合金丝线进行去应力退火处理；

步骤4，将步骤3得到的镁合金丝线进行抛光处理；

步骤5，对步骤4得到的镁合金丝线进行编织，形成可弯曲的全降解镁合金神经导管。

优选地，步骤1中，所述镁合金初始坯料的外径为长度30mm；所述挤压温度为300～400℃；所述镁合金粗丝材尺寸为挤压前在挤压模具与镁合金初始坯料外周之间喷涂润滑剂。

优选地，所述润滑剂采用氮化硼喷雾剂。

优选地，步骤2中，获得的最终所需尺寸的镁合金丝线的直径为0.05～0.2mm。

优选地，步骤3中，所述去应力退火的温度为300～350℃，保温时间为10～30min。

优选地，步骤4中，所述抛光为电化学抛光处理，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，抛光处理的温度为室温。

优选地，所述抛光处理的抛光液为：

体积比为1∶1的磷酸和无水乙醇混合液；或

体积比为9∶1的乙二醇乙醚和盐酸混合液。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明制备方法工艺简单，编织出的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管壁厚均匀、表面光滑、可弯曲。

(2)本发明用于神经缺损修复的可弯曲全降解镁合金神经导管的材质生物相容性优良，管腔支撑效果好，管壁附有编织孔隙，通透性良好，有利于神经轴突的再生，本发明采用编织而成的可弯曲全降解镁合金神经导管构建的组织工程化人工神经修复系统来桥接修复神经缺损，特别适合需要弯曲的神经修复。

(3)本发明采用的镁金属材料具有较好的导电性能，可在植入的镁合金神经导管上施加外加电场，对神经缺损区进行电刺激，进一步诱导损伤区神经生长因子(nerve growth factor，NGF)的表达，从而可创造有利于神经再生的微环境。

(4)本发明采用的镁合金材料降解会在人体局部微区域内造成弱碱性环境，有益于抑制细菌生长，在手术后一定时间内可达到抗菌消炎的目的。

(5)本发明用于神经缺损修复的全降解镁合金神经编织导管的管壁含有一定数量的微细孔，有利于缺损的周围神经与导管壁外周围组织的营养交换，同时导管壁编织的稀疏可在一定程度上起到调控降解速率的作用，有利于实现神经再生所需时间和导管降解时间的匹配。

(6)本发明用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管采用具有适宜的强韧性可降解镁合金丝材编织而成，可满足足够的管壁支撑强度防止塌陷。

本发明提供的可弯曲全降解镁合金神经导管，具有较高的径向支撑强度、良好的弯曲柔顺性，可控的均匀降解性能，其制备方法制备出的可弯曲全降解镁合金神经导管，壁厚均匀、表面光滑，可广泛用于修复各种需要弯曲的缺损神经。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明可弯曲全降解镁合金神经导管结构示意图。

图2为图1的局部结构放大图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本具体实施方式提供一种用于神经缺损修复的可弯曲全降解镁合金神经导管，包括多根镁合金丝线，多根镁合金丝线编织形成一体成型的圆管型结构，其中，每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈一定角度，相邻两根镁合金丝线之间具有间隙。

进一步地，每一根镁合金丝线的直径为50-200微米。

进一步地，所述可弯曲全降解镁合金神经导管的长度为5～100mm，外径为1.0～10.0mm，管壁厚度为0.1～0.4mm。

进一步地，所述间隙为0.005～0.05mm。

进一步地，每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈45度角。

上述可弯曲全降解镁合金神经导管，其制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将镁合金初始坯料通过挤压模具获得镁合金粗丝材；

步骤2，将步骤1得到的镁合金粗丝材经多道次拉拔后，获得最终所需尺寸的镁合金丝线；

步骤3，将步骤2得到的镁合金丝线进行去应力退火处理；

步骤4，将步骤3得到的镁合金丝线进行抛光处理；

步骤5，对步骤4得到的镁合金丝线进行编织，形成可弯曲的全降解镁合金神经导管。

进一步地，步骤1中，所述镁合金初始坯料的外径为Φ20mm，长度30mm；所述挤压温度为300～400℃；所述镁合金粗丝材尺寸为Φ1～3mm；挤压前在挤压模具与镁合金初始坯料外周之间喷涂润滑剂。

进一步地，所述润滑剂采用氮化硼喷雾剂。

进一步地，步骤2中，获得的最终所需尺寸的镁合金丝线的直径为0.05～0.2mm。

进一步地，步骤3中，所述去应力退火的温度为300～350℃，保温时间为10～30min。

进一步地，步骤4中，所述抛光为电化学抛光处理，其中，抛光液为：磷酸∶无水乙醇体积比为1∶1或乙二醇乙醚∶盐酸体积比为9∶1，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，抛光处理的温度为室温。

下面结合具体实施例对本具体实施方式做进一步的描述。

实施例1

本实施例涉及一种用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管，其结构如图1所示，长度为5mm，外径为1mm，壁厚为0.10mm的圆管型。所述神经导管采用直径为0.05mm的细丝编织而成，同一方向相邻两列细丝间距为0.005mm，每列细丝和管轴向编织角度呈45度。

本实施例涉及前述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法，所示方法包括如下步骤：

步骤1，将外径为20mm、长度为30mm的Mg-Nd-Zn-Zr镁合金初始坯料，在温度为350℃条件下进行挤压，得的镁合金粗丝材；

步骤2，将的镁合金粗丝材经多道次拉拔后，得直径为0.05mm的镁合金丝线；

步骤3，将步骤2得到的镁合金丝线在温度为300℃条件下进行去应力退火，保温20min；

步骤4，将步骤3得到的镁合金丝线进行电化学抛光处理，采用抛光液为磷酸∶无水乙醇体积比为1∶1，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，室温进行；

步骤5，将步骤4得到的抛光后的镁合金丝线经专业编织机进行编织后即得用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管。

实施例2

本实施例涉及一种用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管，其结构如图1所示，长度为100mm，壁厚为0.40mm，外径为10mm的圆管型。所述神经导管采用直径为0.2mm的细丝编织而成，同一方向相邻两列细丝间距为0.05mm，每列细丝和管轴向编织角度呈45度。

本实施例涉及前述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法，所示方法包括如下步骤：

步骤1，将外径为20mm、长度为30mm的Mg-Zn-Zr镁合金初始坯料在温度为300℃条件下进行挤压，得Φ3mm的镁合金粗丝材；

步骤2，将Φ3mm镁合金粗丝材经多道次拉拔后，得直径为0.2mm的镁合金丝线；

步骤3，将步骤2中得到的镁合金丝线在温度为320℃条件下进行去应力退火，保温20min；

步骤4，将步骤3得到的镁合金丝线进行电化学抛光处理，采用抛光液为乙二醇乙醚∶盐酸体积比为9∶1，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，室温进行。

步骤5，将抛光后的镁合金丝线经专业编织机进行编织后即得用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管。

实施例3

本实施例涉及一种用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管，其结构如图1所示，长度为10mm，壁厚为0.16mm，外径为2mm的圆管型。所述神经导管采用直径为0.080mm的细丝编织而成，同一方向相邻两列细丝间距为0.01mm，每列细丝与管轴向编织角度为45度。

本实施例涉及前述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法，所示方法包括如下步骤：

步骤1，将外径为20mm、长度为30mm的Mg-Zn-Mn镁合金初始坯料在温度为400℃条件下进行挤压，得Φ2mm的镁合金粗丝材；

步骤2，将Φ2mm镁合金粗丝材经多道次拉拔后，得直径为0.08mm的细丝；

步骤3，将步骤2得到的镁合金丝线在温度为350℃条件下进行去应力退火，保温30min；

步骤4，将步骤3得到的镁合金丝线进行电化学抛光处理，采用抛光液为磷酸∶无水乙醇体积比为1∶1，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，室温进行。

步骤5，将抛光后的镁合金丝线经专业编织机进行编织后即得用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管。

实施例4

本实施例涉及一种用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管，其结构如图1所示，长度为50mm，壁厚为0.2mm，外径为5mm的圆管型。所述神经导管采用直径为0.1mm的细丝编织而成，同一方向相邻两列细丝间距为0.02mm，每列细丝与管轴向编织角度为45度。

本实施例涉及前述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法，所示方法包括如下步骤：

步骤1，将外径为20mm、长度为30mm的Mg-Zn-Gd镁合金初始坯料在温度为350℃条件下进行挤压，得Φ2mm的镁合金粗丝材；

步骤2，将Φ2mm镁合金粗丝材经多道次拉拔后，得直径为0.1mm的细丝；

步骤3，将步骤2得到的镁合金丝线在温度为300℃条件下进行去应力退火，保温10min；

步骤4，将步骤3得到的镁合金丝线进行电化学抛光处理，采用抛光液为磷酸∶无水乙醇体积比为1∶1，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，室温进行。

步骤5，将抛光后的镁合金丝线经专业编织机进行编织后即得用于神经缺损修复的可弯曲的全降解镁合金神经导管。

在上述实施例中：

所述神经导管为圆管型，所述神经导管的管壁上相邻两根编织用镁丝间有些微的间距，保证编织后的镁合金管壁有一定通透性。

所述神经导管的长度优选为10～50mm，所述神经导管的厚度优选为0.16～0.2mm，所述神经导管的外径优选为2～5mm。

所述管壁上相邻两根编织用镁丝间的间距为0.005～0.05mm。

步骤1中，所述镁合金挤压坯料尺寸为Φ20mm×30mm，所述挤压温度为300～400℃，所述镁合金粗丝材的直径为Φ1～Φ3mm。

步骤2中，所述镁合金编织导管的外径为Φ1～Φ10mm，长度5～100mm，壁厚优选为0.1～0.4mm。

步骤3中，所述去应力退火的温度为300～350℃，所述保温的时间优选为20～30min。

步骤4中，所述电化学抛光处理所用的抛光液为磷酸∶无水乙醇体积比为1∶1或乙二醇乙醚∶盐酸体积比为9∶1，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，抛光处理的温度为室温。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种可弯曲全降解镁合金神经导管，其特征在于，包括多根镁合金丝线，多根镁合金丝线编织形成一体成型的圆管型结构，其中，每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈一定角度，同一方向上的相邻两列镁合金丝线之间具有间隙，圆管管壁上形成编织孔隙。

2.根据权利要求1所述的可弯曲全降解镁合金神经导管，其特征在于，每一根镁合金丝线的直径为0.05～0.2mm。

3.根据权利要求1所述的可弯曲全降解镁合金神经导管，其特征在于，所述可弯曲全降解镁合金神经导管的长度为5～100mm，外径为1.0～10.0mm，管壁厚度为0.1～0.4mm。

4.根据权利要求1所述的可弯曲全降解镁合金神经导管，其特征在于，相邻两根镁合金丝线之间的间隙为0.005～0.05mm；和/或每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈45度角。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将镁合金初始坯料通过挤压模具获得镁合金粗丝材；

步骤2，将步骤1得到的镁合金粗丝材经多道次拉拔后，获得最终所需尺寸的镁合金丝线；

步骤3，将步骤2得到的镁合金丝线进行去应力退火处理；

步骤4，将步骤3得到的镁合金丝线进行抛光处理；

步骤5，对步骤4得到的镁合金丝线进行交错编织，形成可弯曲的全降解镁合金神经导管；所述可弯曲的全降解镁合金神经导管通过多根镁合金丝线编织形成一体成型的圆管型结构，其中，每一列镁合金丝线与圆管管轴之间呈一定角度，同一方向上的相邻两列镁合金丝线之间具有间隙，圆管管壁上形成编织孔隙。

6.根据权利要求5所述的可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述镁合金初始坯料的外径为长度30mm；所述挤压温度为300～400℃；所述镁合金粗丝材尺寸为挤压前在挤压模具与镁合金初始坯料外周之间喷涂润滑剂。

7.根据权利要求5所述的可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法，其特征在于，步骤2中，获得的最终所需尺寸的镁合金丝线的直径为0.05～0.2mm。

8.根据权利要求5所述的可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述去应力退火的温度为300～350℃，保温时间为10～30min。

9.根据权利要求5所述的可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述抛光为电化学抛光处理，所述抛光处理的电压为2～8V，抛光处理的时间为20～240s，抛光处理的温度为室温。

10.根据权利要求9所述的可弯曲全降解镁合金神经导管的制备方法，其特征在于，所述抛光处理的抛光液为：

体积比为1∶1的磷酸和无水乙醇混合液；或

体积比为9∶1的乙二醇乙醚和盐酸混合液。