CN108969798A - 三段式记忆神经导管及其制备、使用方法和应用 - Google Patents
三段式记忆神经导管及其制备、使用方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108969798A CN108969798A CN201710399821.0A CN201710399821A CN108969798A CN 108969798 A CN108969798 A CN 108969798A CN 201710399821 A CN201710399821 A CN 201710399821A CN 108969798 A CN108969798 A CN 108969798A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer
- nerve trachea
- type memory
- section type
- monomer
- 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
Links
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 title claims abstract description 162
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 title claims abstract description 128
- 230000015654 memory Effects 0.000 title claims abstract description 127
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 94
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 31
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- YFHICDDUDORKJB-UHFFFAOYSA-N trimethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCCO1 YFHICDDUDORKJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N 2-Oxohexane Chemical compound CCCCC(C)=O QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 claims abstract description 8
- 229960004275 glycolic acid Drugs 0.000 claims abstract description 8
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 claims description 3
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 9
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000012781 shape memory material Substances 0.000 description 3
- 208000005890 Neuroma Diseases 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000030214 innervation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 2
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 2
- 229920000431 shape-memory polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IYDIGKJHQKUYRZ-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2-hydroxyguanidine Chemical group CC(O)=O.NC(N)=NO IYDIGKJHQKUYRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 210000003050 axon Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- SORGMJIXNUWMMR-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);propan-2-olate Chemical compound [La+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SORGMJIXNUWMMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 210000001428 peripheral nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
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
- A61L27/26—Mixtures of macromolecular compounds
-
- 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
-
- 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
- D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
-
- 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
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
-
- 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
- A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
- A61L2400/16—Materials with shape-memory or superelastic properties
-
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及神经修复技术领域，具体公开一种三段式记忆神经导管。所述三段式记忆神经导管由第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物通过静电纺丝的物理作用相互连接且经过拉伸而成；所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合的玻璃转变温度均互不相同；三段式记忆神经导管的长度大于其自然伸长的长度；所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物均由单体A和单体B聚合按照不同的质量配比进行聚合而成；所述单体A为外消旋乳酸；所述单体B为羟基乙酸、己内酯、三亚甲基碳酸酯、对二氧烷己酮中的任一种。本发明三段式记忆神经导管具有壁厚均匀、亲水性好，用于神经修复领域具有可精确调控回复时间，可以有效平缓导管回复过程等特点。
Description
技术领域
本发明涉及神经修复技术领域，尤其涉及一种三段式记忆神经导管及其制备、使用方法和应用。
背景技术
神经系统是人体内起主导作用的系统，由中枢神经系统和周围神经系统组成。但是，神经系统在各种外伤或病变的作用下，都可引起神经损伤。全世界每年都有大量患者需要进行神经修复手术，虽然研究发现神经具有再生能力，但是其再生能力仅局限于小缺损，大尺寸的神经缺损修复仍然是临床上的巨大挑战。
目前对于神经缺损的修复方法主要有三种：直接缝合、神经移植和神经导管修复。直接端端缝合法是将两断端神经的外膜直接缝合，利用神经的再生作用完成修复，此方法只适用于很小尺寸的神经缺损。对于较大距离的神经缺损仍首选神经移植，但是自体神经移植具有神经来源有限、产生供区神经瘤、瘢痕形成及感染等缺点，临床应用受到限制。因此，人们研究开发出一种神经导管以辅助神经缺损的缝合修复。
神经导管是指桥接于神经断端间非神经来源的生物或人工合成管道，具有引导轴突再生、避免外生和形成神经瘤、防止形成瘢痕、黏附细胞、保持轴突再生所需的神经营养生长因子浓度等优点，因而能达到引导和促进神经再生的目的。
形状记忆高分子材料是智能材料一种重要的类型，指能够感知并响应环境变化(如温度、电磁、光、水等)的刺激，对其力学参数(如形状、位置、应变等)进行调整，从而回到初始形状的高分子材料。目前形状记忆高分子研究和应用最多的类型是热敏感型形状记忆材料。例如，国际专利WO/2003/08818公开了一种可生物降解形状记忆缝合线，用于自动缝合伤口。公开号为101055344的中国专利公开了一种空间展开三翼梁的形状记忆聚合物，此材料具有比强度高、重量小、对梁展开控制能力强的有点。由此可见，热敏感型形状记忆材料在不少领域如纺织、生物医学、航天和日常用品等有着广泛应用前景。
但是，近段时间，水敏感型形状记忆高分子材料越来越受到学术界和工业界的重视。水作为一种最普遍的刺激源，来源简单方便，同时，对于生物体来说，也是最安全和直接的刺激源，同其它敏感型相比，水敏感型形状记忆材料，尤其在生物医学领域方面，具有独一无二的优势。已报道的水敏感型形状记忆高分子材料主要有两种类型：一是以玻璃化转变温度为开关的形状记忆材料；二是纳米纤维晶须—弹性体复合材料。第一种材料是通过水作为增塑剂，将玻璃化转变温度降低至室温以下，进而刺激形状回复。此种材料由于亲水性不够，形状回复时间较长，另外不同的玻璃化转变温度降低至室温以下的时间也不相同(参见Yang B,Huang WM,Li C,Li L.Effects of moisture on the thermal mechanicalproperties of a polyurethane shape memory polymer.Polymer 2006,47(4):1348-1356.)。第二种是利用纳米纤维晶须的干/湿态下可逆的逾渗网络，结合高分子弹性体的熵弹性，构筑出具有快速水响应特点的形状记忆复合材料体系(参见Zhu Y,Hu JL,Luo HS,Young RJ,Deng LB,Zhang S,et al.Rapidly switchable water-sensitive shape-memory cellulose/elastomer nano-composites.Soft Matter 2012,8:2509-2517.)。
发明内容
针对现有记忆神经导管存在的亲水性能不佳、形状回复时间长等问题，本发明提供一种三段式记忆神经导管。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种三段式记忆神经导管，由第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物依次通过静电纺丝的物理作用连接并经拉伸而成；所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合的玻璃转变温度均互不相同；所述第一聚合物形成第一段记忆神经导管；所述第二聚合物形成第二段记忆神经导管，并且所述第二段记忆神经导管的一端与所述第一段记忆神经导管的一端通过物理作用相连接；所述第三聚合物形成第三段记忆神经导管，并且所述第三段记忆神经导管的一端与所述第二段记忆神经导管的另一端通过物理作用相连接；所述三段式记忆神经导管的长度大于所述三段式记忆神经导管的自然长度；
所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物均由单体A和单体B聚合按照不同的质量配比进行聚合而成；
其中，所述单体A为外消旋乳酸；所述单体B为羟基乙酸、己内酯、三亚甲基碳酸酯、对二氧烷己酮中的任一种。
本发明提供的三段式记忆神经导管，壁厚均匀，亲水性好，可生物降解性好，可以有效平缓导管回复过程，植入体内后的自动回复功能可在一定程度上促进断端神经的生长，并且该三段式记忆神经导管纤维具有取向，利于细胞的附着以及神经沿平行纤维方向的生长延伸，具有一定的孔隙率，利于管内外的物质交换。
进一步地，本发明还提供所述三段式记忆神经导管的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：
按照质量比例为单体A:单体B＝(85～95):(5～15)或(75～85):(15～25)或(65～75):(25～35)，称取三组单体A和对应的三组单体B；
将称取的所述三组单体A和对应的三组B分别溶于溶剂中进行聚合反应处理，得到三组单体比例不同的共聚物溶液；
将所述三组共聚物溶液分别置于静电纺丝注射器中，按照任意顺序，先后在同一根收丝器上进行静电纺丝处理，得到三段式记忆神经导管；
将得到的所述三段式记忆神经导管的两端固定，在高于所述三段式记忆神经导管玻璃转变温度15℃～25℃的条件下沿着轴向拉伸至原长的1.0～1.5倍，并在所述温度下保持3～6分钟，然后冷却至室温，经过消毒、真空干燥密封备用。
本发明提供的三段式记忆神经导管的制备方法，工艺条件简单，得到的神经导管壁厚均匀、弹性好，亲水性好，由于三段式记忆神经导管是由三种具有不同玻璃化转变温度的导管组合在一起，可精确调控回复时间，可以有效平缓导管回复过程，植入体内后的自动回复功能可在一定程度上促进断端神经的生长，并且该三段式记忆神经导管纤维是三维空间结构具有取向，有利于细胞的附着和增殖，并且有利于神经沿平行纤维方向的生长延伸，具有一定的孔隙率，利于管内外的物质交换。
相应地，本发明提供了该三段式记忆神经导管的一种使用方法。该使用方法至少包括以下步骤：
将三段式记忆神经导管的两端同人体神经的断端进行缝合处理，然后保持在人体体温条件下结合体液的作用下，所述三段式记忆神经导管逐步回复到初始长度，并带动断端神经的生长。
由于使用的操作条件简单，可行性高，可以广泛使用于人体神经系统的修复领域中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明三段式记忆神经导管正视图；
图2是本发明三段式记忆神经导管左视图；
图3是本发明实施例提供三段式记忆神经导管的制备示意图；
图4是本发明实施例提供的三段式记忆神经导管与断端神经连接的示意图；
图5是本发明实施例提供的三段式记忆神经导管与断端神经连接的A-A剖视图；
图6是本发明实施例提供的三段式记忆神经导管与断端神经连接回复过程的A-A剖视图；
图7是是本发明实施例提供的三段式记忆神经导管与断端神经连接回复后的A-A剖视图。
其中，1-第一段记忆神经导管；2-第二段记忆神经导管；3-第三段记忆神经导管；4-收丝器；5-断端神经。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2所示，本发明实施例提供一种三段式记忆神经导管。该三段式记忆神经导管由第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物依次通过静电纺丝的物理作用连接并经拉伸而成；所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合的玻璃转变温度均互不相同；所述第一聚合物形成第一段记忆神经导管1；所述第二聚合物形成第二段记忆神经导管2，并且所述第二段记忆神经导管2的一端与所述第一段记忆神经导管1的一端通过物理作用相连接；所述第三聚合物形成第三段记忆神经导管3，并且所述第三段记忆神经导管3的一端与所述第二段记忆神经导管2的另一端通过物理作用相连接；所述三段式记忆神经导管的长度大于所述三段式记忆神经导管的自然长度；
所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物均由单体A和单体B聚合按照不同的质量配比进行聚合而成；
其中，所述单体A为外消旋乳酸；所述单体B为羟基乙酸、己内酯、三亚甲基碳酸酯、对二氧烷己酮中的任一种。
换一句话就是，所述第一聚合物通过静电纺丝形成第一段记忆神经导管1，所述第二聚合物通过静电纺丝形成第二段记忆神经导管2，所述第三聚合物通过静电纺丝形成第三段记忆神经导管3。也就是说第一段记忆神经导管1、第二段记忆神经导管2及第三段记忆神经导管3依次物理连接形成一条具有三段式的记忆神经导管，具体如图1所示。
优选地，所述第一聚合物是由所述单体A和所述单体B按照质量比为(85～95):(5～15)或(75～85):(15～25)或(65～75):(25～35)中的任一种比例进行聚合而成的聚合物。
进一步优选地，所述第一聚合物的玻璃转变温度为20℃～70℃。
优选地，所述第二聚合物是由所述单体A和所述单体B按照质量比为(85～95):(5～15)或(75～85):(15～25)或(65～75):(25～35)中的任一种比例进行聚合而成的聚合物，且所述第二聚合物含有的成分的含量与所述第一聚合物不相同，这样才能确保所述第一聚合物和所述第二聚合物的玻璃转化温度不相同。
进一步优选地，所述第二聚合物的玻璃转变温度为20℃～70℃，但是与所述第一聚合物的玻璃转变温度不相同。
优选地，所述第三聚合物是选自由所述单体A和所述单体B按照质量比为(85～95):(5～15)或(75～85):(15～25)或(65～75):(25～35)中的任一种比例进行聚合而成的聚合物，且所述第三聚合物含有的成分的含量与所述第一聚合物、所述第二聚合物均不相同，这样才能确保所述第三聚合物与所述第一聚合物、所述第二聚合物的玻璃转化温度均不相同。
进一步优选地，所述第三聚合物的玻璃转变温度为20℃～70℃，但是与所述第一聚合物、第二聚合物的玻璃转变温度均不相同。
优选地，上述三种聚合物的玻璃转变温度为30℃～60℃，该温度范围与人体的体温差异较小，方便记忆神经导管转变形态。
优选地，所述三段式记忆神经导管长度为100mm～500mm，内径为1.0mm～5.0mm，壁厚为0.5mm～1.5mm。该尺寸的导管能够较好的匹配周围神经的直径。
本发明实施例提供的三段式记忆神经导管，壁厚均匀，亲水性好，由于三段式记忆神经导管是由三种具有不同玻璃化转变温度的导管组合在一起，可精确调控回复时间，可以有效平缓导管回复过程，植入体内后的自动回复功能可在一定程度上促进断端神经的生长，并且该三段式记忆神经导管纤维是三维空间结构具有取向，利于细胞的附着和增殖，并且有利于神经沿平行纤维方向的生长延伸，具有一定的孔隙率，利于管内外的物质交换。也就是说本发明的三段式记忆神经导管具有形状记忆和组织工程支架双重作用。
本发明在提供该三段式记忆神经导管的前提下，还进一步提供了该三段式记忆神经导管的制备方法。
制备方法示意图如图3所示。
在一实施例中，该制备方法至少包括以下步骤：
按照质量比例为单体A:单体B＝(85～95):(5～15)或(75～85):(15～25)或(65～75):(25～35)，称取三组单体A和对应的三组单体B；
将称取的所述三组单体A和对应的三组B分别溶于溶剂中进行聚合反应处理，得到三组单体比例不同的共聚物溶液；
将所述三组共聚物溶液分别置于静电纺丝注射器中，按照任意顺序，先后在同一根收丝器上进行静电纺丝处理，得到三段式记忆神经导管；
将得到的所述三段式记忆神经导管的两端固定，在高于所述三段式记忆神经导管玻璃转变温度15℃～25℃的条件下沿着轴向拉伸至原长的1.0～1.5倍，并在所述温度下保持3～6分钟，然后冷却至室温，经过消毒、真空干燥密封备用。
具体地，这里的称取三组单体A和三组单体B，因为单体A是外消旋乳酸，单体B是羟基乙酸、己内酯、三亚甲基碳酸酯、对二氧烷己酮中的任一种，因此单体A和单体B的质量比例组合可以是：
(1)外消旋乳酸:羟基乙酸＝(85～95):(5～15)、
(2)外消旋乳酸:羟基乙酸＝(75～85):(15～25)、
(3)外消旋乳酸:羟基乙酸＝(65～75):(25～35)、
(4)外消旋乳酸:己内酯＝(85～95):(5～15)、
(5)外消旋乳酸:己内酯＝(75～85):(15～25)、
(6)外消旋乳酸:己内酯＝(65～75):(25～35)、
(7)外消旋乳酸:三亚甲基碳酸酯＝(85～95):(5～15)、
(8)外消旋乳酸:三亚甲基碳酸酯＝(75～85):(15～25)、
(9)外消旋乳酸:三亚甲基碳酸酯＝(65～75):(25～35)、
(10)外消旋乳酸:对二氧烷己酮＝(85～95):(5～15)、
(11)外消旋乳酸:对二氧烷己酮＝(75～85):(15～25)、
(12)外消旋乳酸:对二氧烷己酮＝(65～75):(25～35)中的任一种。
也就是说，所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物可以从上述(1)～(12)种组合中任选三种进行组合。因为三种共聚物的共聚单体虽然相同，但是根据Fox-Flory方程，共聚的比例不同，所述无规共聚物的玻璃化转变温度也可以通过共聚单体的共聚比例进行调节。其中第一聚合物经过静电纺丝，得到第一段记忆神经导管1；第二聚合物经过静电纺丝，形成一端与所述第一段记忆神经导管1物理连接的第二段记忆神经导管2；第三聚合物经过静电纺丝，形成一端与所述第二段记忆神经导管2发生物理连接的第三段记忆神经导管，具体如图1所示。
优选地，所述静电纺丝处理时，施加的电压值为7kV～20kV，采用旋转的金属棒接收。
优选地，旋转金属棒和静电纺丝注射器之间的距离为10cm～25cm，也就是接收距离为10cm～25cm。
优选地，收丝器的金属棒的直径为1.0mm～5.0mm，长度为250～350mm。
优选地，在收丝过程中，所述金属棒的旋转速度为1200rpm～1800rpm。
为了确保获得的三段式记忆神经导管厚度均匀，所述注射器的推进速度为0.3mL/h～3mL/h。
优选地，溶解所述单体的溶剂为二氯甲烷和N-二甲基酰胺的混合溶剂。当然，也可以采用四氢呋喃，N-二甲基乙酰胺混合溶剂。只是在实际实验过程中，二氯甲烷和N-二甲基酰胺的混合溶剂得到的静电纺丝效果最佳。
进一步优选地，所述混合溶剂中，二氯甲烷和N-二甲基酰胺按照体积比为二氯甲烷:N-二甲基酰胺＝2:1～10:1。
本方法制备工艺简单，得到的三段式记忆神经导管壁厚均匀，弹性好，亲水性好并且具有一定的孔隙率。
更进一步地，本发明还提供了该三段式记忆神经导管的一种使用方法。
该三段式记忆神经导管的使用方法，至少包括以下步骤：
将由上述制备方法制备的三段式记忆神经导管的两端同人体神经的断端进行缝合处理，然后保持在人体体温条件下结合体液的作用下，所述三段式记忆神经导管逐步回复到初始长度，并带动断端神经的生长。
具体地，其使用的第一步如图4、5所示，此时人体神经的断端与三段式记忆神经导管的两端分别进行缝合。
经过一段时间后，人体神经在适合的温度和体液环境中逐渐生长，三段式记忆神经导管也开始发生收缩，具体如图6所示。
最后，人体神经结合，而三段式记忆神经导管也收缩回复至自然长度，至此，断开的人体神经实现连接，具体如图7所示。
由于使用的操作条件简单，可行性高，在人体断开的神经连接过程中，成功率高，因此可以广泛使用于人体神经系统的修复领域中。
为了更好的说明本发明实施例提供的三段式记忆神经导管，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
一种三段式记忆神经导管的制备方法，包括以下步骤：
1)称取外消旋乳酸90g，乙醇酸10g，溶解于250mL的溶剂(所述溶剂由二氯甲烷与N-二甲基酰胺按照体积比为6:4进行混合而成)中，于室温中搅拌均匀至完全溶解，得到第一聚合物溶液。
2)称取外消旋乳酸80g，己内酯20g，溶解于250mL的溶剂(所述溶剂由二氯甲烷与N-二甲基酰胺按照体积比为6:4进行混合而成)中，于室温中搅拌均匀至完全溶解，得到第二聚合物溶液。
3)称取外消旋乳酸70g，乙醇酸30g，溶解于250mL的溶剂(所述溶剂由二氯甲烷与N-二甲基酰胺按照体积比为6:4进行混合而成)中，于室温中搅拌均匀至完全溶解，得到第三聚合物溶液。
4)将上述第一聚合物溶液、第二聚合物溶液、第三聚合物溶液分别放置于三个不同的注射器中，依次先后在同一根收丝器上进行静电纺丝处理，静电纺丝处理时施加电压值为15kV，使用旋转的金属棒接收纤维，接收距离为15cm，金属棒的直径为3mm，长度为300mm，旋转收丝速度为1500rpm，注射器推进速度为1mL/h，获得一根三段式记忆神经导管。该三段式记忆神经导管的第一段记忆神经导管1由第一聚合物溶液静电纺丝得到，第二段记忆神经导管2由第二聚合物溶液经静电纺丝得到，第三段记忆神经导管3由第三聚合物溶液经静电纺丝得到。
5)静电纺丝结束后，将所得三段式形状记忆导管的第一段记忆神经导管1的端部和第三段记忆神经导管3的端部固定，在高于三段记忆神经导管玻璃转变温度20℃的条件下沿轴向拉伸至原长的一倍，保持在20℃大的温度下5min，然后自然冷却至室温，则该三段式记忆神经导管保持为自然长度的一倍，将经过拉伸的三段式记忆神经导管进行消毒处理，并于真空中干燥密封、备用。
实施例2
一种三段式记忆神经导管的制备方法，包括以下步骤：
1)称取外消旋乳酸95g，三亚甲基碳酸酯5g，溶解于250mL的溶剂(所述溶剂由二氯甲烷与N-二甲基酰胺按照体积比为6:4进行混合而成)中，于室温中搅拌均匀至完全溶解，得到第一聚合物溶液。
2)称取外消旋乳酸80g，对二氧环己酮20g，溶解于250mL的溶剂(所述溶剂由二氯甲烷与N-二甲基酰胺按照体积比为6:4进行混合而成)中，于室温中搅拌均匀至完全溶解，得到第二聚合物溶液。
3)称取外消旋乳酸80g，乙醇酸20g，溶解于250mL的溶剂(所述溶剂由二氯甲烷与N-二甲基酰胺按照体积比为6:4进行混合而成)中，于室温中搅拌均匀至完全溶解，得到第三聚合物溶液。
4)将上述第一聚合物溶液、第二聚合物溶液、第三聚合物溶液分别放置于三个不同的注射器中，依次先后在同一根收丝器上进行静电纺丝处理，静电纺丝处理时施加电压值为10kV，使用旋转的金属棒接收纤维，接收距离为20cm，金属棒的直径为2.5mm，长度为300mm，旋转收丝速度为1500rpm，注射器推进速度为2mL/h，获得一根三段式记忆神经导管。该三段式记忆神经导管的第一段记忆神经导管1由第一聚合物溶液静电纺丝得到，第二段记忆神经导管2由第二聚合物溶液经静电纺丝得到，第三段记忆神经导管3由第三聚合物溶液经静电纺丝得到。
5)静电纺丝结束后，将所得三段式形状记忆导管的第一段记忆神经导管1的端部和第三段记忆神经导管3的端部固定，在高于三段记忆神经导管玻璃转变温度20℃的条件下沿轴向拉伸至原长的一倍，保持在20℃大的温度下5min，然后自然冷却至室温，则该三段式记忆神经导管保持为自然长度的一倍，将经过拉伸的三段式记忆神经导管进行消毒处理，并于真空中干燥密封、备用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三段式记忆神经导管，其特征在于：三段式记忆神经导管由第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物依次通过静电纺丝的物理作用连接并经拉伸而成；所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合的玻璃转变温度均互不相同；所述第一聚合物形成第一段记忆神经导管；所述第二聚合物形成第二段记忆神经导管，并且所述第二段记忆神经导管的一端与所述第一段记忆神经导管的一端通过物理作用相连接；所述第三聚合物形成第三段记忆神经导管，并且所述第三段记忆神经导管的一端与所述第二段记忆神经导管的另一端通过物理作用相连接；所述三段式记忆神经导管的长度大于所述三段式记忆神经导管的自然长度；
所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物均由单体A和单体B聚合按照不同的质量配比进行聚合而成；
其中，所述单体A为外消旋乳酸；所述单体B为羟基乙酸、己内酯、三亚甲基碳酸酯、对二氧烷己酮中的任一种。
2.如权利要求1所述的三段式记忆神经导管，其特征在于：所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物分别选自由所述单体A和所述单体B按照质量比为(85～95):(5～15)、(75～85):(15～25)、(65～75):(25～35)中的任一种比例进行聚合而成的聚合物。
3.如权利要求1～2任一项所述的三段式记忆神经导管，其特征在于：所述第一聚合物、第二聚合物、第三聚合物的玻璃化转变温度均为20～70℃。
4.如权利要求1～2任一所述的三段式记忆神经导管，其特征在于：所述三段式记忆神经导管长100～500mm，内径为1.0～5.0mm，壁厚为0.5～1.5mm。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的三段式记忆神经导管的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
按照质量比例为单体A:单体B＝(85～95):(5～15)或(75～85):(15～25)或(65～75):(25～35)，称取三组单体A和对应的三组单体B；
将称取的所述三组单体A和对应的三组B分别溶于溶剂中进行聚合反应处理，得到三组单体比例不同的共聚物溶液；
将所述三组共聚物溶液分别置于静电纺丝注射器中，按照任意顺序，先后在同一根收丝器上进行静电纺丝处理，得到三段式记忆神经导管；
将得到的所述三段式记忆神经导管的两端固定，在高于所述三段式记忆神经导管玻璃转变温度15℃～25℃的条件下沿着轴向拉伸至原长的1.0～1.5倍，并在所述温度下保持3～6分钟，冷却至室温，经过消毒、真空干燥密封备用。
6.如权利要求5所述的三段式记忆神经导管的制备方法，其特征在于：所述单体A为外消旋乳酸；所述单体B为羟基乙酸、己内酯、三亚甲基碳酸酯、对二氧烷己酮中的任一种。
7.如权利要求5所述的三段式记忆神经导管的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝处理中，施加的电压值为7kV～20kV，采用旋转的金属棒接收；所述接收距离为10cm～25cm，所述金属棒的直径为1.0mm～5.0mm，长度为250mm～350mm，所述金属棒的旋转速度为1200rpm～1800rpm；所述注射器的推进速度为0.3mL/h～3mL/h。
8.如权利要求5所述的三段式静电纺丝记忆神经导管的制备方法，其特征在于：所述溶剂为二氯甲烷和N-二甲基甲酰胺的混合溶剂；所述混合溶剂中，按照体积比为二氯甲烷:N-二甲基甲酰胺＝2:1～10:1。
9.如权利要求1～4所述的三段式记忆神经导管的使用方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
将三段式记忆神经导管的两端同人体神经的断端进行缝合处理，然后保持在人体体温条件下结合体液的作用下，所述三段式记忆神经导管逐步回复到初始长度，并带动断端神经的生长。
10.如权利要求1～4所述的三段式记忆神经导管在人体神经系统的修复领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710399821.0A CN108969798A (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 三段式记忆神经导管及其制备、使用方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710399821.0A CN108969798A (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 三段式记忆神经导管及其制备、使用方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108969798A true CN108969798A (zh) | 2018-12-11 |
Family
ID=64502204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710399821.0A Pending CN108969798A (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 三段式记忆神经导管及其制备、使用方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108969798A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030072784A1 (en) * | 1999-03-04 | 2003-04-17 | Tepha, Inc. | Bioabsorbable, biocompatible polymers for tissue engineering |
| WO2007042281A2 (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-19 | Thomas Freier | Processing of chitosan and chitosan derivatives |
| CN101912318A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-12-15 | 东华大学 | 一种三层静电纺丝有序纤维神经导管及其制备和应用 |
| CN103908334A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 上海微创电生理医疗科技有限公司 | 多电极消融导管 |
-
2017
- 2017-05-31 CN CN201710399821.0A patent/CN108969798A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030072784A1 (en) * | 1999-03-04 | 2003-04-17 | Tepha, Inc. | Bioabsorbable, biocompatible polymers for tissue engineering |
| WO2007042281A2 (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-19 | Thomas Freier | Processing of chitosan and chitosan derivatives |
| CN101912318A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-12-15 | 东华大学 | 一种三层静电纺丝有序纤维神经导管及其制备和应用 |
| CN103908334A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 上海微创电生理医疗科技有限公司 | 多电极消融导管 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHENG CHEN ET AL.: "Design of a Smart Nerve Conduit Based on a Shape-Memory Polymer", 《ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Preparation of nanofibers with renewable polymers and their application in wound dressing | |
| US7674882B2 (en) | Silk biomaterials and methods of use thereof | |
| Qi et al. | A simple, quick, and cost-effective strategy to fabricate polycaprolactone/silk fibroin nanofiber yarns for biotextile-based tissue scaffold application | |
| CN102512710B (zh) | 一种丝素蛋白多孔三维材料的制备方法 | |
| WO2004001103A2 (en) | Silk biomaterials and methods of use thereof | |
| Niu et al. | Controllable fiber orientation and nonlinear elasticity of electrospun nanofibrous small diameter tubular scaffolds for vascular tissue engineering | |
| CN102357264B (zh) | 一种丝素蛋白多孔材料的制备方法 | |
| CN105536055B (zh) | 一种形状记忆型高弹性活性纳米纤维支架及其应用 | |
| CN105999419A (zh) | 一种仿生型可吸收硬脑膜补片及其制备方法与应用 | |
| CN106512087A (zh) | 一种纤维取向排列的人造血管支架及其制备方法 | |
| Jia et al. | A facile restructuring of 3D high water absorption aerogels from methoxy polyethylene glycol‑polycaprolactone (mPEG‑PCL) nanofibers | |
| CN113476660A (zh) | 一种模拟肌腱-骨界面的高仿生复合支架的制备方法 | |
| CN102813562A (zh) | 三维大孔径纳米级纤维支架与制备方法 | |
| WO2011095203A1 (en) | Chitosan fiber | |
| JP2016520328A (ja) | 細胞または組織培養用の三次元構造 | |
| CN106390208A (zh) | 一种含多级孔结构的三维立体支架材料及制备与应用 | |
| CN113040982B (zh) | 一种仿生纤维环支架及其制备方法 | |
| CN110292652A (zh) | 巯基苯硼酸活化金纳米颗粒、其制备方法及应用 | |
| CN101417150A (zh) | 脂肪族聚酯-壳聚糖复合纤维组织修复支架的制备方法 | |
| CN106390196A (zh) | 一种纳米纤维神经组织工程支架的制备方法 | |
| El-Ghazali et al. | An overview of medical textile materials | |
| CN110124109B (zh) | 人工血管支架及其制备方法和应用 | |
| CN113388950A (zh) | 一种可吸收高性能纳米纤维机织肌腱补片及其制备方法 | |
| CN103397477B (zh) | 一种聚乳酸-三亚甲基碳酸酯纳米纤维薄膜的制备方法 | |
| CN108653796A (zh) | 一种抗菌缝合线的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181211 |