CN105920672A - 一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法 - Google Patents

一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105920672A
CN105920672A CN201610260848.7A CN201610260848A CN105920672A CN 105920672 A CN105920672 A CN 105920672A CN 201610260848 A CN201610260848 A CN 201610260848A CN 105920672 A CN105920672 A CN 105920672A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parallel
polylactic acid
polycaprolactone
fibrous membrane
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610260848.7A
Other languages
English (en)
Inventor
黄忠兵
杨安能
尹光福
蒲曦鸣
廖晓明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN201610260848.7A priority Critical patent/CN105920672A/zh
Publication of CN105920672A publication Critical patent/CN105920672A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3633—Extracellular matrix [ECM]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0092—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the electrical field, e.g. combined with a magnetic fields, using biased or alternating fields
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/32—Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction

Abstract

本发明涉及一种制备可促进外周神经组织修复的连接有细胞外基质的导电平行复合纤维膜，该薄膜能作为生物功能性的神经支架。采用静电纺制丝平行纤维、电化学氧化包覆导电聚吡咯、人皮肤纤维细胞培养及曲通X‑100/氨水混合液裂解细胞三步法制备连接有细胞外基质的芯‑壳结构的导电平行复合纤维膜。本发明中：复合纤维膜的平行结构可定向引导神经纤维生长，细胞外基质可提高神经细胞及其轴突的粘附，通过导电聚合物可外加电刺激促使神经轴突生长，三者协同作用可促进神经再生修复。本发明制备装置简易、操作简单，材料来源广泛、成本低廉，所制得的神经支架具有良好的生物相容性及功能性，有望应用在今后临床中。

Description

一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及神经修复生物材料制备领域，具体涉及一种连接有细胞外基质的导电平行复合纤维膜，其制备方法所获得的纤维膜能在电刺激作用下使外周损伤的神经组织得到快速的修复。
背景技术
与普通材料加工方法相比，静电纺丝纤维能够更好模拟人体三维网状细胞外基质结构，在组织工程中具有巨大运用潜能。而具有取向结构电纺纤维能够为外周神经再生提供良好的形貌信息，即引导再生神经束沿着纤维方向生长，这对再生神经正确长入靶组织具有重要作用，对受损神经组织的功能及感觉恢复效果具有很好的作用。公开号为CN201110344894的专利中，在有序的纤维表面包覆导电聚吡咯能用于神经假体组织及神经突起生长中。但这种聚吡咯采用FeCl3化学氧化法聚合而形成导电包覆层，其包覆很不均匀，导电性低（其未提及导电性），导致其无法获得对神经细胞的电刺激效果。我们以前研究（Colloids and Sufaces B: Biointerfaces, 2015, 134, p469-474）也报道了高取向度的平行结构复合纤维膜能有效引导神经细胞及其轴突定向生长及延伸；其中，取向度为与其排列方向的夹角小于10度的纤维百分数。Christine E. Schmidt等（Biomaterials, 2009, 30, p4325-4335）以及Younan Xia等（Advanced Functional Materials, 2009, 19, p2312-2318）都报道了通过良好导电性的纤维膜引入电信号来刺激受损神经细胞，可增加神经轴突延伸约50%，从而大大提高受损神经再生恢复速率。公开号为CN10422568A的专利中，莫秀梅等就采用同轴电纺的方法制备芯-壳结构的导电的平行纤维（芯层为神经生长因子，壳层为导电聚苯胺与其他高聚物的混合物）。虽然这种纤维能够缓释神经生长因子促进神经再生，但是这种混纺纤维导电性较低，电刺激促神经再生效果并不显著；并且这种复合纤维的神经细胞粘附性也较低。而如专利CN201110344894中，采用合成生物材料，如静电纺丝方法制备平行的聚乳酸纤维，再通过电化学氧化方法包覆纤维形成导电平行的复合纤维膜。虽然可以大幅提高导电性能，但是这种纤维支架普遍具有较低生物活性，支架由于不具有神经细胞粘附位点而不利于神经细胞及轴突的粘附再生，从而也影响了受损神经的恢复速度及恢复效果。
虽然采用天然生物材料（胶原、明胶等）制备纤维膜可提高支架生物相容性，但是天然生物材料普遍电纺性能较差，而且来源有限，价格也相对较高，具有生物排异性，亦不能提供导电介质以提高神经再生性能。因此，采用合成材料制备具有平行结构的导电纤维骨架可降低经济成本，为了获得具有天然材料的生物相容性，通常需要在导电纤维膜表面包覆一层胶原或层粘连蛋白，也有研究使用基质胶Matrigel®(一种从小鼠骨肉瘤中提取的、含有60%层粘蛋白、30%IV胶原和8%巢蛋白的混合物)包覆导电纤维膜，这些改性方法均可提高支架的生物相容性。但是胶原提取工序复杂，基质胶Matrigel®价格高昂，大大限制了其推广运用的可行性。新的纤维表面改性方法亟待提出。公开号为CN201410116021的专利中，龚逸鸿等采用在聚乳酸纤维表面包覆干细胞的细胞外基质以提高纤维表面对细胞的粘附、增殖和迁移性能。但该方法所用的干细胞因提取困难、成本高，无法大量临床使用，并且这种细胞外基质复合纤维因没有导电性，而无法在神经缺损的修复中应用。因此，采用简单易行方法，制备一种具有神经细胞易粘附、又能平行引导神经轴突定向生长、并能电刺激促神经轴突快速生长的生物活性平行导电纤维膜就是一种良好的选择。
发明内容
针对以上改性技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种经济适宜的平行导电纤维膜改性方法，以提高接种神经细胞的粘附性，及其在电刺激条件下促进神经轴突延伸修复性能。通过在导电平行纤维膜上培养易提取的人体细胞，以获得细胞外基质（含有胶原、层粘连蛋白、纤连蛋白等成分）包覆层，包覆层主要成分可极大提高支架的生物活性，使获得的支架生物相容性不亚于采用天然生物材料加工获得的纤维支架。
为实现上述发明目的，本发明采取了如下技术方案：
一种连接有细胞外基质的导电平行纤维膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）采用静电纺丝法和转鼓收集技术制备聚乳酸-聚己内酯平行纤维膜；
（2）采用电化学氧化法，在步骤（1）中获得的平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜表面电沉积导电聚吡咯；
（3）将步骤（2）中获得的导电平行纤维膜进行灭菌处理；
（4）在步骤（3）中经过灭菌处理的导电平行纤维膜表面培养人皮肤纤维细胞，细胞分泌的细胞外基质及细胞本身能够包覆在导电纤维膜表面；
（5）将步骤（4）细胞培养一定时间后，通过曲通X-100/氨水混合溶液裂解纤维膜表面细胞，仅留存细胞外基质，再用去离子水洗涤2~6次，获得表面包覆有细胞外基质的导电平行纤维膜。
上述方法的步骤（1）中，平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜的制备方法为：采用聚乳酸-己内酯的粘度为1.3 ~ 3.2dL/g，聚合物中的聚乳酸与聚己内酯的比率为1 ~ 4 ꞉ 1；将聚乳酸-聚己内酯溶解于二氯甲烷溶剂中，通过搅拌完全溶解后配成浓度为40~110 mg/mL的聚乳酸-聚己内酯静电纺纤维溶液，然后将溶液加入到静电纺纤维装置注射器中进行静电纺纤维，电纺纤维电压设置为7~16 kV，电纺纤维距离为7~15 cm，电纺纤维液注射速度为0.5~3 mL/h；并用直径为10~15 cm、转速为 400~1000 转/分钟的转鼓收集，即得到取向度为90%以上的平行结构的聚乳酸-聚己内酯电纺纤维膜。
上述方法的步骤（2）中，电化学反应液为包含吡咯单体和十二烷基苯磺酸钠的水溶液。优选溶液中吡咯单体和十二烷基苯磺酸钠浓度分别为9~17 mg/mL和12~20 mg/mL。优选电沉积电流密度和沉积时间分别为0.5~4 mA/cm2和5~20分钟。
具体的，电化学氧化法在纤维膜表面电沉积导电聚吡咯的步骤为：
（1）将吡咯单体和十二烷基苯磺酸钠加入去离子水，并在室温下磁力搅拌4~6小时，搅拌速度200~400转/分钟下溶解均匀获得吡咯和十二烷基苯磺酸钠浓度分别为9~17 mg/mL和12~20 mg/mL的电化学反应液；
（2）将平行纤维膜贴于导电玻璃上，在电解池中加入步骤（1）配制的电化学反应水溶液，以平行纤维膜为阳极，铂电极为阴极，在电流密度0.5~4 mA/cm2下电沉积5~20分钟，取下纤维膜，经去离子洗涤2~6次，并干燥后即得具有良好导电性能的平行纤维复合膜。
上述方法的步骤（2）中，灭菌方法优选环氧乙烷灭菌，其灭菌时间为1~8 h。
上述方法的步骤（3）中，所接种的细胞为人皮肤纤维细胞，细胞接种密度为103~105个/cm2，培养时间为5~20天。
上述方法的步骤（4）中，曲通X-100和氨水（按溶解氨气计算）的浓度分别为0.1~1.0%和260~380 mg/mL，细胞的裂解时间为1~20分钟。
本发明进一步提供由以上方法获得的表面包覆细胞外基质的导电平行纤维膜在促进外周神经快速修复中应用。这种连接有细胞外基质的导电平行纤维膜可促进神经样细胞(PC12)、雪旺细胞和背根神经细胞的粘附及其神经轴突的快速延伸生长；在电场方向与纤维轴平行、100~400mV/cm的电刺激条件下，可增加1.5~5倍的神经细胞数量粘附，并增加1~2倍的神经轴突长度。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1. 通过两步法制备芯-壳导电平行纤维膜，该薄膜具有优良的导电性能及取向度为90%以上的平行效果。这种高取向度的平行结构为神经纤维定向生长提供良好的物理引导，以这种导电聚合物平行纤维膜为介质，在外加电场方向与纤维轴平行、100~400mV/cm的电刺激条件下，可增加1.5~5倍的神经细胞数量粘附，并增加1~2倍的神经轴突长度；2. 导电平行纤维膜表面修饰细胞外基质为薄膜提供生物活性，有利于神经细胞的粘附及轴突的延伸生长。本发明制备出的生物活性导电平行纤维膜从神经再生所需的粘附、接触引导、经聚吡咯加电刺激、细胞外基质四个方面协同作用提高受损神经的再生修复速度。3. 本发明制备装置简易、参数控制容易、操作简单，成本低廉。所制得的神经支架具有良好的生物相容性及功能性，有望在今后的临床中得到应用。
附图说明
图1为制备的芯-壳导电平行纤维膜的扫描电镜图。
图2为在导电平行纤维表面包覆有细胞外基质后的扫描电镜图。
图3为在外加电场与纤维轴平行、100mV/cm的电刺激下PC12细胞2天的显微镜照片，箭头指示为外加电场的方向。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明方法技术方案，目的在于使本领域技术人员对本申请有更加清楚的理解和认识。应理解，这些实施例仅用于说明本发明并且在任何情况下都不应该将其解释为限制本发明的范围。
实施例 1
将0.18 g聚乳酸-聚己内酯溶于3 mL二氯甲烷中，聚乳酸-聚己内酯粘度为2.85 dL/g，以200 转/分钟磁力搅拌4小时，混合均匀获得浓度为60 mg/mL的聚乳酸-聚己内酯静电纺丝溶液，搅拌溶解过程中要封口，以防溶剂挥发。将获得的静电纺丝溶液加入到静电纺丝装置的注射器中，在环境温度为18 ℃、喷丝头电压为10 kV、纺丝距离 10 cm、纺丝液注射速度1.0 mL/h、转鼓转速为900转/分钟的条件下进行静电纺丝，用铝箔包缠直径为12 cm的转鼓接收纤维丝，2小时后铝箔上可接收到具有取向结构的聚乳酸-聚己内酯静电纺丝纤维膜。从铝箔上揭下平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜，将其剪成2×2 cm2的薄片并固定在导电玻璃上备用。
称取吡咯单体1.5 g、十二烷基苯磺酸钠1.8 g，加入100 mL去离子水中，在室温下磁力搅拌4小时，混合均匀，制得吡咯及十二烷基苯磺酸钠浓度分别为15 mg/mL和18 mg/mL的电化学反应液。在电解池中加入50 mL电化学反应液，在100转/分钟磁力搅拌状态下，以纤维膜为阳极，铂电极为阴极，直流电流密度为2 mA/cm2条件下在纤维表面电沉积聚吡咯20分钟，取出纤维膜，用去离子水及乙醇各洗涤3次后，室温下自然干燥得具有优异导电性能的高取向度的平行纤维复合膜，如图1所示。
将上述导电纤维膜支架经环氧乙烷灭菌后，用于成纤维细胞的培养，细胞接种密度为1×104个/cm2，培养14天获得足够的细胞分泌的细胞外基质，用曲通X-100和氨水混合液裂解支架表面细胞，以暴露其分泌的细胞外基质，曲通X-100和氨水浓度分别为0.5%和300 mg/mL，裂解时间为8分钟，获得的支架经去离子水洗涤5次后即为具有生物活性的导电复合纤维膜，如图2所示。
在所制备的包被有细胞外基质的导电平行纤维膜上培养 PC12细胞，制备神经细胞粘附和神经轴突延伸模型，在外加电场方向与纤维轴平行、100mV/cm的电刺激两天后，倒置显微镜下观察并拍照，细胞生长状态如图 3 所示，所制备复合纤维膜上粘附了大量细胞，并都生长出了神经轴突，其长度比未加电样品提高了约1.5倍。这些轴突的形貌特征相对于无细胞外基质纤维膜以及无电刺激的纤维膜，更有利于神经轴突的延伸和神经组织的快速修复。
实施例 2
将0.24 g聚乳酸-聚己内酯溶于3 mL二氯甲烷中，聚乳酸-聚己内酯粘度为2.85 dL/g，以300 转/分钟磁力搅拌3小时，混合均匀，获得浓度为80 mg/mL的聚乳酸-聚己内酯静电纺丝溶液，搅拌溶解过程中要封口，以防溶剂挥发。将该静电纺丝溶液加入到静电纺丝装置的注射器中，在环境温度为25 ℃、喷丝头电压为11 kV、纺丝距离 10 cm、纺丝液注射速度1.8 mL/h、转鼓转速为600转/分钟的条件下，进行静电纺丝，用铝箔包覆直径为12 cm的转鼓接收纤维丝，1.5小时后铝箔上接收到具有平行取向结构的聚乳酸-聚己内酯静电纺丝纤维膜。
从铝箔上揭下平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜，将其剪成2×2 cm2的薄片并固定在导电玻璃上，称取吡咯单体1.4 g、十二烷基苯磺酸钠1.3 g加入100 mL去离子水室温磁力搅拌4小时，搅拌速度为300转/分钟下，混合均匀制得吡咯及十二烷基苯磺酸钠浓度分别为14 mg/mL和13 mg/mL的电化学反应液。在电解池中加入50 mL电化学反应液，100转/分钟磁力搅拌状态下，以纤维膜为阳极，铂电极为阴极，直流电流密度2.5 mA/cm2条件下在纤维表面电沉积聚吡咯15分钟，取出纤维膜，用去离子水及乙醇各洗涤3次后，室温下自然干燥获得具有优异导电性能的平行纤维复合膜。
将上述导电纤维膜经环氧乙烷灭菌后，用于成纤维细胞的培养，细胞接种密度为5×104个/cm2，在培养10天获得足够的细胞分泌的细胞外基质，用曲通X-100和氨水混合溶液裂解支架表面细胞，以暴露其分泌的细胞外基质，曲通X-100和氨水浓度分别为0.3%和380 mg/mL，裂解时间为15分钟，获得的支架经去离子水洗涤4次后即为生物活性的导电复合纤维膜。

Claims (9)

1.一种可促进外周神经组织修复的导电平行复合纤维膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）采用静电纺丝法和转鼓收集技术制备聚乳酸-聚己内酯平行纤维膜；
（2）采用电化学氧化法，在步骤（1）中获得的平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜表面电沉积导电聚吡咯；
（3）将步骤（2）中获得的导电平行纤维膜进行灭菌处理；
（4）在步骤（3）中经过灭菌处理的导电平行纤维膜表面培养细胞，细胞分泌的细胞外基质及细胞本身能够包覆在导电纤维膜表面；
（5）将步骤（4）细胞培养一定时间后，通过曲通X-100/氨水混合溶液裂解纤维膜表面细胞，仅留存细胞外基质，再用去离子水洗涤2~6次，获得表面包覆有细胞外基质的导电平行纤维膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所用聚乳酸-己内酯的粘度为1.3 ~ 3.2dL/g，共聚物中的聚乳酸与聚己内酯的比率为1 ~ 4 ꞉ 1；平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜的制备方法为：将聚乳酸-聚己内酯溶解于二氯甲烷溶剂中，通过搅拌完全溶解后配成浓度为40~110 mg/mL的聚乳酸-聚己内酯静电纺纤维溶液，然后将溶液加入到静电纺纤维装置注射器中进行静电纺纤维，电纺纤维电压设置为7~16 kV，电纺纤维距离为7~15 cm，电纺纤维液注射速度为0.5~3 mL/h；并用直径为10~15 cm、转速为 400~1000 转/分钟的转鼓收集，即得到取向度为90%以上的平行聚乳酸-聚己内酯电纺纤维膜。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，电化学反应液为包含吡咯单体和十二烷基苯磺酸钠的水溶液，溶液中吡咯单体和十二烷基苯磺酸钠浓度分别为9~17 mg/mL和12~20 mg/mL；电沉积电流密度和沉积时间分别为0.5~4 mA/cm2和5~20分钟。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，电化学氧化法在纤维膜表面电沉积导电聚吡咯的具体步骤为：
（1）将吡咯单体和十二烷基苯磺酸钠加入去离子水，并在室温下磁力搅拌4~6小时，搅拌速度200~400转/分钟下溶解均匀获得吡咯和十二烷基苯磺酸钠浓度分别为9~17 mg/mL和12~20 mg/mL的电化学反应液；
（2）将尺寸为5~25×10 mm2的平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜贴于导电玻璃上，在电解池中加入步骤（1）配制的电化学反应水溶液，以平行聚乳酸-聚己内酯纤维膜为阳极，铂电极为阴极，在电流密度0.5~4 mA/cm2下电沉积5~20分钟，取下纤维膜，经去离子洗涤2~6次，再干燥后即得具有良好导电性能的平行纤维复合膜。
5.根据权利要求4中所述的制备方法，其特征在于电化学沉积所获得的聚吡咯纤维壳层的厚度为100~800 nm，复合丝膜的导电性为0.5~30 S/cm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中灭菌方法选择环氧乙烷气体灭菌，其灭菌时间1~8小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所接种的细胞为人皮肤纤维细胞，细胞接种密度为103~105个/cm2，细胞培养时间为3~20天。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，曲通X-100和氨水（按溶解氨气计算）的浓度分别为0.1~1.0%和260~380 mg/mL，细胞的裂解时间为1~20分钟。
9.权利要求1‒8中任一项所制备的可促进外周神经组织快速修复的导电平行复合纤维膜，其特征在于：导电平行纤维膜包含有平行结构的聚乳酸-聚己内酯纤维芯与导电的聚吡咯壳层，再在壳层表面包覆一层细胞外基质。
CN201610260848.7A 2016-04-26 2016-04-26 一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法 Pending CN105920672A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610260848.7A CN105920672A (zh) 2016-04-26 2016-04-26 一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610260848.7A CN105920672A (zh) 2016-04-26 2016-04-26 一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105920672A true CN105920672A (zh) 2016-09-07

Family

ID=56836117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610260848.7A Pending CN105920672A (zh) 2016-04-26 2016-04-26 一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105920672A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106400314A (zh) * 2016-09-10 2017-02-15 华南理工大学 一种结构仿生皮肤细胞外基质的复合纳米纤维膜及其制备方法与应用
CN107604466A (zh) * 2017-10-31 2018-01-19 无锡中科光远生物材料有限公司 一种促心肌细胞重建的纳米纤维支架的制备方法
CN107802893A (zh) * 2017-10-31 2018-03-16 无锡中科光远生物材料有限公司 一种电导纳米纤维支架的制备方法
CN109793594A (zh) * 2019-02-18 2019-05-24 北京科技大学 可自发电刺激的嵌段结构导电神经导管及其制备方法
CN110106148A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种组织工程化神经组织及其构建方法
CN110331124A (zh) * 2019-06-14 2019-10-15 浙江大学 一种导电聚吡咯/细胞外基质复合薄膜及其制备方法
CN110935068A (zh) * 2019-12-20 2020-03-31 广州新诚生物科技有限公司 一种双层神经导管及制备方法
CN111228573A (zh) * 2020-03-16 2020-06-05 四川大学 聚多巴胺-石墨烯复合聚吡咯导电神经支架的制备方法
CN113413488A (zh) * 2021-06-09 2021-09-21 济南大学 一种可降解压电纤维支架的制备方法及其产品
CN113440649A (zh) * 2021-05-31 2021-09-28 温州医科大学 一种用于定向诱导轴突再生的纺丝膜支架
CN113456894A (zh) * 2021-05-24 2021-10-01 济南大学 一种聚吡咯/明胶纤维支架的制备方法及其产品
CN113559318A (zh) * 2021-07-05 2021-10-29 四川大学 一种促神经功能恢复的手性导电修复支架及其制备方法
CN114949352A (zh) * 2022-05-30 2022-08-30 华南理工大学 一种具有双重电活性的复合薄膜及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103877622A (zh) * 2014-03-26 2014-06-25 中山大学 一种静电纺丝纳米纤维-细胞外基质复合材料及其制备方法和应用
CN104328473A (zh) * 2014-10-09 2015-02-04 东华大学 一种利用电化学沉积技术制备聚吡咯表面修饰的聚合物导电材料的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103877622A (zh) * 2014-03-26 2014-06-25 中山大学 一种静电纺丝纳米纤维-细胞外基质复合材料及其制备方法和应用
CN104328473A (zh) * 2014-10-09 2015-02-04 东华大学 一种利用电化学沉积技术制备聚吡咯表面修饰的聚合物导电材料的方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106400314A (zh) * 2016-09-10 2017-02-15 华南理工大学 一种结构仿生皮肤细胞外基质的复合纳米纤维膜及其制备方法与应用
CN107604466A (zh) * 2017-10-31 2018-01-19 无锡中科光远生物材料有限公司 一种促心肌细胞重建的纳米纤维支架的制备方法
CN107802893A (zh) * 2017-10-31 2018-03-16 无锡中科光远生物材料有限公司 一种电导纳米纤维支架的制备方法
CN109793594A (zh) * 2019-02-18 2019-05-24 北京科技大学 可自发电刺激的嵌段结构导电神经导管及其制备方法
CN110106148B (zh) * 2019-05-16 2020-10-13 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种组织工程化神经组织及其构建方法
CN110106148A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种组织工程化神经组织及其构建方法
CN110331124A (zh) * 2019-06-14 2019-10-15 浙江大学 一种导电聚吡咯/细胞外基质复合薄膜及其制备方法
CN110331124B (zh) * 2019-06-14 2022-03-22 浙江大学 一种导电聚吡咯/细胞外基质复合薄膜及其制备方法
CN110935068A (zh) * 2019-12-20 2020-03-31 广州新诚生物科技有限公司 一种双层神经导管及制备方法
CN111228573A (zh) * 2020-03-16 2020-06-05 四川大学 聚多巴胺-石墨烯复合聚吡咯导电神经支架的制备方法
CN113456894A (zh) * 2021-05-24 2021-10-01 济南大学 一种聚吡咯/明胶纤维支架的制备方法及其产品
CN113440649A (zh) * 2021-05-31 2021-09-28 温州医科大学 一种用于定向诱导轴突再生的纺丝膜支架
CN113413488A (zh) * 2021-06-09 2021-09-21 济南大学 一种可降解压电纤维支架的制备方法及其产品
CN113559318A (zh) * 2021-07-05 2021-10-29 四川大学 一种促神经功能恢复的手性导电修复支架及其制备方法
CN113559318B (zh) * 2021-07-05 2022-09-13 四川大学 一种促神经功能恢复的手性导电修复支架及其制备方法
CN114949352A (zh) * 2022-05-30 2022-08-30 华南理工大学 一种具有双重电活性的复合薄膜及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105920672A (zh) 一种可促进外周神经组织快速修复的导电平行纤维膜及其制备方法
Anderson et al. Peripheral nerve regeneration strategies: electrically stimulating polymer based nerve growth conduits
da Silva et al. Electric phenomenon: A disregarded tool in tissue engineering and regenerative medicine
Zhao et al. Solvent-free fabrication of carbon nanotube/silk fibroin electrospun matrices for enhancing cardiomyocyte functionalities
Lee et al. Fabrication of a highly aligned neural scaffold via a table top stereolithography 3D printing and electrospinning
Qu et al. Electrospun silk fibroin nanofibers in different diameters support neurite outgrowth and promote astrocyte migration
Zhou et al. Preparation of polypyrrole-embedded electrospun poly (lactic acid) nanofibrous scaffolds for nerve tissue engineering
Meng et al. Electrical stimulation in tissue regeneration
CN104761737B (zh) 一种静电纺丝法制备胶原蛋白/氧化石墨烯纳米纤维复合膜的方法
CN102552976A (zh) 物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法
CN103820943B (zh) 大孔三维有序取向性丝素蛋白纳米纤维支架及其制备方法
CN104056306A (zh) 具有拓扑结构的cnt/导电聚合物复合涂层修饰的神经导管材料及其制备方法
CN104328473A (zh) 一种利用电化学沉积技术制备聚吡咯表面修饰的聚合物导电材料的方法
CN102580160A (zh) 化学键接活性物质的组织工程支架材料及其制备方法
CN107308498A (zh) 一种复合纳米纤维神经支架的制备方法
CN106730010A (zh) 去细胞神经水凝胶用于制备周围神经损伤修复组合物的用途
WO2023185379A1 (zh) 一种负载脂肪干细胞的神经导管及其制备方法
CN107510862A (zh) 担载梯度浓度生物活性分子的有序纤维支架、制法及应用
CN106902389A (zh) 一种纳米纤维表面改性的异种脱细胞神经移植物及其制备方法
Huang et al. Reduced graphene oxide-coated electrospun fibre: effect of orientation, coverage and electrical stimulation on Schwann cells behavior
Kalhori et al. Cardiovascular 3D bioprinting: A review on cardiac tissue development
CN106924817B (zh) 一种超薄载体细胞片及其制备方法
CN106668950A (zh) 一种可用于中枢神经修复的丝素三维支架
KR20070053443A (ko) 조직공학용 지지체 및 그 제조방법, 및 조직공학용지지체를 제조하기 위한 전기방사장치
CN106592007B (zh) 石墨烯微米纤维、制备方法、神经组织支架及修复系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160907

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication