CN109331225A - 一种可降解复合神经导管及其制备方法 - Google Patents
一种可降解复合神经导管及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109331225A CN109331225A CN201811495045.5A CN201811495045A CN109331225A CN 109331225 A CN109331225 A CN 109331225A CN 201811495045 A CN201811495045 A CN 201811495045A CN 109331225 A CN109331225 A CN 109331225A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acid
- degradable composite
- nerve conduit
- preparation
- nerve
- 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
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
- A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
- A61L27/24—Collagen
-
- 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
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/20—Polysaccharides
-
- 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
- A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
- A61L27/227—Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
-
- 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
- A61L2300/20—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing organic materials
- A61L2300/23—Carbohydrates
- A61L2300/236—Glycosaminoglycans, e.g. heparin, hyaluronic acid, chondroitin
-
- 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
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/60—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a special physical form
- A61L2300/602—Type of release, e.g. controlled, sustained, slow
-
- 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)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可降解复合神经导管及其制备方法,属于医用生物材料技术领域。本发明的可降解复合神经导管包含如下材料:聚乳酸‑乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白和肝素。本发明以天然材料与合成高分子材料为原料,采用静电纺丝技术,制备兼具良好生物相容性、力学性能和降解性的具有复合结构的神经导管;本发明的神经导管具有仿生结构,可以模拟细胞外基质,有利于细胞在导管内部粘附、增殖和迁移,促进神经再生。
Description
技术领域
本发明涉及一种可降解复合神经导管及其制备方法,属于医用生物材料技术领域。
背景技术
中国每年约有50余万人因创伤导致周围神经损伤。周围神经损伤常引起支配区域的感觉和运动功能障碍,影响患者生活质量,给个人和社会带来沉重的负担。短距离的神经缺损可以自我修复,但是长距离周围神经横断损伤仍然是临床上的主要挑战,且治疗效果通常受限。目前,自体神经移植是治疗周围神经缺损的最佳方法,但这种方法受到手术、供神经功能障碍和局部组织粘连等多种限制。为了克服这些缺陷,仿生神经导管正被开发为自体移植的替代品。
随着材料科学的进步,生物材料在再生神经组织工程中起着至关重要的作用,影响神经导管的生物相容性、可塑性和诱导性等诸多性能。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,但在实际应用中,单一材料制备的导管在机械性能方面(如柔韧性、顺应性、弹性等)及降解速率控制方面难以精确调控,不利于神经轴突的再生。现有的神经导管力学性能性能不足,容易受周围组织挤压,造成导管塌陷;神经再生速度与导管降解速度不匹配,造成导管在体内长时间存在,影响神经正常生理功能;此外,生物相容性不好,易发生炎症、造成组织粘连等一系列问题。
生物相容性和力学性能是神经导管两个很重要的性质,因此,材料的选择很关键。发明人从仿生角度出发,选择了中枢神经组织细胞外基质主要成份--透明质酸(HA)作为神经组织工程框架材料。同时,研究表明丝素蛋白(SF)和胶原蛋白(COL)作为一种天然蛋白,具有良好的生物相容性和可降解性,降解产物主要是游离氨基酸,无毒,还能被组织作为营养物质吸收和利用,无疑是制备神经导管的极好选择。在力学性能的改进方面,聚(乳酸-乙醇酸)(PLGA)的组织相容性和降解性能良好,并已被美国FDA批准用于临床,将PLGA与天然材料结构杂化和优势互补,混合来增强其力学性能是一种有效的方法。研究表明肝素(Heparin)能提高神经桥接体再血管化水平,减少胶原纤维形成,促进轴突生长有利于神经再生质量的提高。
静电纺丝技术是获得微纳米结构的简单、快捷的方法。发明人旨在构建一种简单的腔内改良神经导管,以静电纺丝技术为基础,并通过零长度化学交联剂EDC/NHS为交联剂,将肝素负载于丝素蛋白/透明质酸/PLGA支架中进行缓释,进一步促进神经再生和坐骨神经损伤的功能修复。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可降解复合神经导管及其制备方法,本发明的神经导管兼具良好生物相容性、力学性能和降解性。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种可降解复合神经导管,所述可降解复合神经导管包含如下材料:聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白和肝素。
作为本发明所述可降解复合神经导管的优选实施方式,所述可降解复合神经导管中,聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白的质量比为(6~10):(0.8~1.2):(2~3.5):(0.1~0.3)。
作为本发明所述可降解复合神经导管的优选实施方式,所述可降解复合神经导管中,聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白的质量比为10:1:3:0.2。
本发明还提供了上述可降解复合神经导管的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白按配比溶于六氟异丙醇溶液中,室温电磁搅拌过夜,得到电纺丝溶液;
(2)启动静电纺丝机,将步骤(1)所得的电纺丝溶液喷至旋转的圆形针管上,完成纺丝,得纺丝材料;
(3)将步骤(2)所得的纺丝材料干燥,然后浸泡于含肝素、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)缓冲液中,室温下交联反应;
(4)反应完成后,将纺丝材料取出,用乙醇和去离子水浸泡清洗,冷冻干燥,得可降解复合神经导管。
作为本发明所述可降解复合神经导管的制备方法的优选实施方式,所述步骤(2)的具体操作为:启动静电纺丝机,设定温度和湿度;用注射器移取电纺丝溶液,固定在静电纺丝机的推送装置上;调节纺丝针头与接收器的距离,并将正负极分别接在针头与接收器上;调节电压、供液速度,将电纺丝溶液喷至旋转的圆形针管上。
作为本发明所述可降解复合神经导管的制备方法的优选实施方式,所述步骤(2)中,静电纺丝机的设定温度为30~50℃,湿度为25~30%;注射器针头的型号为12~18#,针头与接收器的距离为15~20cm;纺丝电压为15~20KV,供液速度为1~2.5mL/h,圆形针管的直径为1~3mm。
作为本发明所述可降解复合神经导管的制备方法的优选实施方式,所述步骤(2)中,静电纺丝机的设定温度为40℃;注射器针头的型号为15#,针头与接收器的距离为18cm;纺丝电压为18KV,供液速度为2mL/h。
作为本发明所述可降解复合神经导管的制备方法的优选实施方式,所述步骤(3)中,干燥温度为45~55℃,干燥时间为0.5~1.5h;肝素的浓度为0.5~1%,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为50mmol/L,N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为12.5mmol/L,2-(N-吗啉代)乙磺酸的浓度为50mmol/L,缓冲液为60~70%的乙醇溶液;交联反应的时间为18~24h。
作为本发明所述可降解复合神经导管的制备方法的优选实施方式,所述步骤(4)中,乙醇的浓度为75%。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明采用生物相容性较好的丝素蛋白、胶原蛋白和透明质酸作为神经导管的原材料,增强其在体内的降解性,有利于机体的吸收;在原材料中加入聚乳酸-乙醇酸,提高神经导管的机械性能;肝素以共价结合的方式嫁接在材料基质上,达到持续释放的效果,且肝素促进轴突生长有利于神经再生质量的提高;采用零度化学交联剂EDC/NHS来提高药物的稳定性使其能持续地从导管中释放,从而增强其在医学临床上的应用;
(2)本发明以天然材料与合成高分子材料为原料,采用静电纺丝技术,制备兼具良好生物相容性、力学性能和降解性的具有复合结构的神经导管(PLGA/SF/HA/COL-Heparin);本发明的神经导管具有仿生结构,可以模拟细胞外基质,有利于细胞在导管内部粘附、增殖和迁移,促进神经再生;
(3)本发明的制备工艺简单、产率高,可制备机械性能和降解性能可调控的结构。
附图说明
图1为实施例1中复合神经导管的数码照片图,其中,a为神经导管长度方向的数码照片图;b为神经导管截面的数码照片图。
图2为实施例1中复合神经导管的扫描电子显微镜图。
图3为实施例1中的肝素释放动力学曲线图。
图4为效果例1中的细胞存活率统计图。
图5为效果例3中的降解趋势图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例中,丝素蛋白的制备方法为:称取蚕茧置于含碳酸氢钠的水溶液中煮沸去除丝胶,重复3次,再用纯化水洗净在烘箱中烘干。称取5g脱胶后的丝素蛋白,加入50mL溴化锂溶液,在60℃水浴中加热,直至丝素蛋白全部溶解,得到丝素蛋白高盐溶液。将丝素蛋白高盐溶液用10000~14000KDA的透析袋透析72h,得到丝素蛋白水溶液,进行过滤,冷冻干燥后放入4℃冰箱备用。所述蚕茧的煮沸时间为1h,干燥温度为60℃,干燥时间为12h,溴化锂溶液的浓度为9.3mol/L。
实施例1
一种可降解复合神经导管,包含如下材料:聚乳酸-乙醇酸1g、透明质酸0.1g、胶原蛋白0.02g、丝素蛋白0.3g和肝素。
本实施例可降解复合神经导管的制备方法为:用电子天平称取聚乳酸-乙醇酸(PLGA)1g、透明质酸(HA)0.1g、胶原蛋白(COL)0.02g、已制备干燥的丝素蛋白(SF)0.3g,溶于10mL的六氟异丙醇中,使用电磁搅拌器搅拌12h,让原料充分溶解,得到均一稳定的纺丝液,采用18#针头,控制纺丝参数(纺丝液流速2mL/h,纺丝电压18KV,针头与接收器的距离18cm)将纺丝液喷至旋转的圆形针管(内径3mm)上,制成壁厚0.2mm神经导管;完成纺丝后,将材料放入烘箱中干燥1h,除去残留的有机溶剂和水分;将未交联电纺神经导管浸泡于含0.5%肝素(Heparin)+EDC/NHS(EDC 50mmol/L,NHS12.5mmol/L)的MES缓冲溶液(50mmol/L,70%乙醇溶液)中,在室温下交联反应24h后取出,用75%的乙醇和去离子水浸泡清洗数次,去除其中的交联剂;再次真空冷冻干燥,即得到PLGA/HA/COL/SF-Heparin复合神经导管。
宏观结构:使用选定的模具,将神经导管制备成内径3mm的中空导管结构。本实施例制备的复合神经导管的数码照片如图1所示,其中,a为三维神经导管长度方向的数码照片;b为三维神经导管截面的数码照片,b中插图为截面特写。由图1可知,PLGA/HA/COL/SF-Heparin复合神经导管呈现出一个中空的圆柱管状结构。
微观结构:将制备好的神经导管,剪切尺寸约为1.0×1.0cm大小;随后,用导电胶固定在铜台上,对样品表面喷金约1min,喷金厚度为0.8~15nm,置于扫描电子显微镜下观察神经导管外壁形态,测试条件为:20kV electron beam,扫描电子显微镜图片如图2所示。由图2可知,肝素已经粘结在材料中。
力学性能:用万能材料试验机在常温下对神经导管进行拉伸力学测试,以2N/min的频率开始拉动,测试5次,取平均值。本实施例神经导管的拉伸应力为5.28±0.23Mpa,弹性模量为87.24±0.98Mpa。
肝素释放动力学试验:准确称取0.5g神经导管沉浸在100mL的PBS缓冲溶液(磷酸缓冲溶液)中,密封后置于37℃、100rpm的恒温摇床中模拟体外释放。在指定的时间点取出1mL释放液,同时补加1mL同温度的新鲜的PBS溶液。根据甲苯胺蓝分光光度法测定释放液中肝素的含量,计算药物累计释放量,每组设置3个平行样。释放动力学曲线如图3所示,由图3可知,肝素在最初的24h释放较快,随后释放速率开始变慢,能缓慢释放长达11天以上。说明本发明的复合神经导管对肝素的缓释效果良好。
实施例2
一种可降解复合神经导管,包含如下材料:聚乳酸-乙醇酸6g、透明质酸1.2g、胶原蛋白0.1g、丝素蛋白3.5g和肝素。
本实施例神经导管的制备方法同实施例1,本实施例制备方法中肝素的浓度为1%。
实施例3
一种可降解复合神经导管,包含如下材料:聚乳酸-乙醇酸10g、透明质酸0.8g、胶原蛋白0.3g、丝素蛋白2g和肝素。
本实施例神经导管的制备方法同实施例1,本实施例制备方法中肝素的浓度为0.5%。
实施例4
一种可降解复合神经导管,包含如下材料:聚乳酸-乙醇酸8g、透明质酸1g、胶原蛋白0.2g、丝素蛋白3g和肝素。
本实施例神经导管的制备方法同实施例1,本实施例制备方法中肝素的浓度为0.8%。
对比例1聚乳酸-乙醇酸/胶原蛋白复合神经导管的制备
用电子天平称取聚乳酸-乙醇酸1g和胶原蛋白0.02g溶于10mL的六氟异丙醇中,使用电磁搅拌器搅拌12h,让原料充分溶解,得到均一稳定的纺丝液,采用18#针头,控制纺丝参数(纺丝液流速2mL/h,纺丝电压18KV,针头与接收器的距离18cm),将纺丝液喷至旋转的圆形针管(内径3mm)上,制成壁厚0.2mm神经导管。完成纺丝后,将材料放入烘箱中干燥1h,除去残留的有机溶剂和水分。将未交联电纺导管浸泡于含EDC/NHS(EDC 50mmol/L,NHS12.5mmol/L)的MES缓冲溶液(50mmol/L,70%乙醇溶液)中,在室温下交联反应24h后取出,用75%的乙醇和去离子水浸泡清洗数次,去除其中的交联剂。再次真空冷冻干燥后即得到PLGA/COL复合神经导管,放入干燥器中储存。
对比例2聚乳酸-乙醇酸/胶原蛋白/丝素蛋白复合神经导管的制备
用电子天平称取聚乳酸-乙醇酸1g、胶原蛋白0.02g、和已制备干燥的丝素蛋白0.3g溶于10mL的六氟异丙醇中,使用电磁搅拌器搅拌12h,让原料充分溶解,得到均一稳定的纺丝液,采用18#针头,控制纺丝参数(纺丝液流速2mL/h,纺丝电压18KV,针头与接收器的距离18cm),将纺丝液喷至旋转的圆形针管(内径3mm)上,制成壁厚0.2mm神经导管。完成纺丝后,将材料放入烘箱中干燥1h,除去残留的有机溶剂和水分。将未交联电纺导管浸泡于EDC/NHS(EDC50mmol/L,NHS 12.5mmol/L)的MES缓冲溶液(50mmol/L,70%乙醇溶液)中,在室温下交联反应24h后取出,用75%的乙醇和去离子水浸泡清洗数次,去除其中的交联剂。再次真空冷冻干燥后即得到PLGA/COL/SF复合神经导管,放入干燥器中储存。
对比例3聚乳酸-乙醇酸/透明质酸/胶原蛋白/丝素蛋白复合神经导管的制备
用电子天平称取聚乳酸-乙醇酸1g、透明质酸0.1g、胶原蛋白0.02g、和已制备干燥的丝素蛋白0.3g溶于10mL的六氟异丙醇中,使用电磁搅拌器搅拌12h,让原料充分溶解,得到均一稳定的纺丝液,采用18#针头,控制纺丝参数(纺丝液流速2mL/h,纺丝电压18KV,针头与接收器的距离18cm),将纺丝液喷至旋转的圆形针管(内径3mm)上,制成壁厚0.2mm神经导管。完成纺丝后,将材料放入烘箱中干燥1h,除去残留的有机溶剂和水分。将未交联电纺导管浸泡于含EDC/NHS(EDC 50mmol/L,NHS 12.5mmol/L)的MES缓冲溶液(50mmol/L,70%乙醇溶液)中,在室温下交联反应24h后取出,用75%的乙醇和去离子水浸泡清洗数次,去除其中的交联剂。再次真空冷冻干燥后即得到PLGA/HA/COL/SF复合神经导管,放入干燥器中储存。
效果例1细胞毒性试验
1.试验方法
(1)神经导管浸提液的制备
根据GB/T16886.12标准,利用6cm2:1mL的比例,将已灭菌好的神经导管浸泡在培养基中制备成神经导管浸提液,浸提条件为恒温水浴37℃、24h。浸提结束后,于4℃条件下保存备用。
(2)细胞的培养
用含90%FBS(胎牛血清)的DMEM完全培养基,并添加1%双抗(青霉素100mol/mL、链霉素100μg/mL),于37℃、5%CO2培养箱条件下培养人成纤维细胞(HSF)。
(3)MTT实验
a.将计数好的细胞悬液于96孔培养板中进行接种,每孔加入100μL。
b.接种12h后取出原培养液,并分别在每孔培养皿中加入100μL不同实验材料浸提液、空白对照液,每组至少设5孔。
c.放入CO2培养箱(5%CO2、37℃)中继续培养,培养的时间间期分别为24h、48h、72h。
d.分别在每个培养时间间期后吸取96孔板培养基,将0.5mg/mL的MTT溶液按每个孔100μL加入到96孔板中,继续在含5%CO2的培养箱内培养,37℃,4h。
e.取出酶标版,弃去MTT溶液,加入100μL DMSO,37℃恒温摇床中放置10~15min左右,用酶标仪测定OD595值并分析。
2.试验结果
将本发明实施例1和对比例3的神经导管进行细胞毒性试验,结果如图4所示,其中,(1)为空白对照组,(2)为本发明对比例1的神经导管,(3)为本发明对比例2的神经导管,(4)为本发明对比例3的神经导管,(5)为本发明实施例1的神经导管。
由图4可知,对比例1复合神经导管的细胞存活率与空白对照组相当,但对比例2和对比例3复合神经导管的细胞存活率均高于空白对照组,可知对比例2和对比例3的PLGA/HA/COL/SF复合神经导管的生物相容性较好;实施例1复合神经导管的细胞存活率均高于其他组,可知本发明PLGA/HA/COL/SF-Heparin复合神经导管具有较高的生物相容性,有利于细胞的生长和增殖。
效果例2拉伸力学性能
用万能材料试验机在常温下对神经导管进行拉伸力学测试。以2N/min的频率开始拉动,测试5次,取平均值。
对不同比例材料制备的神经导管进行力学性能测试,结果如表1所示,其中,6%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF的材料为6%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白,8%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF的材料为8%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白,10%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF(本发明对比例3)的材料为10%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白,10%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF+0.3%Heparin的材料为10%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白、0.3%肝素,10%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF+0.5%Heparin(本发明实施例1)的材料为10%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白、0.5%肝素,10%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF+0.8%Heparin的材料为10%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白、0.8%肝素。
表1
由表1可知,随着PLGA浓度的增加,导管的力学性能和弹性模量都逐渐增加,且肝素浓度对导管的力学性能和弹性模量无影响。
效果例3降解试验
1.试验方法
将神经导管按照0.2mg/mL的浸提比例,浸入37℃ PBS混合有10000U/mL溶菌酶的溶液中,在指定的时间取出样品,超纯水清洗,冻干称重。采用如下公式计算出神经导管的降解速率:
降解率(%)=(Wo-Wt)/Wt×100%,
其中,Wo和Wt分别为敷料原始质量以及降解后的质量。
2.试验结果
对不同比例材料制备的神经导管进行降解试验,结果如图5所示,其中,(1)为6%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF+0.5%Heparin,其材料为6%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白、0.5%肝素;(2)为8%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF+0.5%Heparin,其材料为8%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白、0.5%肝素;(3)为10%PLGA+1%HA+0.2%COL+3%SF+0.5%Heparin(本发明实施例1),其材料为10%聚乳酸-乙醇酸、1%透明质酸、0.2%胶原蛋白、3%丝素蛋白、0.5%肝素。
由图5可知,随着聚乳酸-乙醇酸的浓度增加,神经导管的降解速率变慢,说明神经导管的降解可以通过控制聚乳酸-乙醇酸的浓度进行调控。
此外,申请人对实施例2~4以及其他不同质量比的聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白制备的神经导管,进行了力学性能试验、肝素释放动力学试验、细胞毒性试验和降解试验,在此不一一赘述。申请人发现,可降解复合神经导管中,聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白的质量比为(6~10):(0.8~1.2):(2~3.5):(0.1~0.3)时,神经导管具有更优的力学性能,更佳的缓释效果、生物相容性和降解速率;并且,当聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白的质量比为10:1:3:0.2时,神经导管具有最优的力学性能,最佳的缓释效果、生物相容性和降解速率。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种可降解复合神经导管,其特征在于,所述可降解复合神经导管包含如下材料:聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白和肝素。
2.如权利要求1所述的可降解复合神经导管,其特征在于,所述可降解复合神经导管中,聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白的质量比为(6~10):(0.8~1.2):(2~3.5):(0.1~0.3)。
3.如权利要求2所述的可降解复合神经导管,其特征在于,所述可降解复合神经导管中,聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白的质量比为10:1:3:0.2。
4.如权利要求1~3任一项所述的可降解复合神经导管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚乳酸-乙醇酸、透明质酸、丝素蛋白、胶原蛋白按配比溶于六氟异丙醇溶液中,室温电磁搅拌过夜,得到电纺丝溶液;
(2)启动静电纺丝机,将步骤(1)所得的电纺丝溶液喷至旋转的圆形针管上,完成纺丝,得纺丝材料;
(3)将步骤(2)所得的纺丝材料干燥,然后浸泡于含肝素、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺的2-(N-吗啉代)乙磺酸缓冲液中,室温下交联反应;
(4)反应完成后,将纺丝材料取出,用乙醇和去离子水浸泡清洗,冷冻干燥,得可降解复合神经导管。
5.如权利要求4所述的可降解复合神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)的具体操作为:启动静电纺丝机,设定温度和湿度;用注射器移取电纺丝溶液,固定在静电纺丝机的推送装置上;调节纺丝针头与接收器的距离,并将正负极分别接在针头与接收器上;调节电压、供液速度,将电纺丝溶液喷至旋转的圆形针管上。
6.如权利要求5所述的可降解复合神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,静电纺丝机的设定温度为30~50℃,湿度为25~30%;注射器针头的型号为12~18#,针头与接收器的距离为15~20cm;纺丝电压为15~20KV,供液速度为1~2.5mL/h,圆形针管的直径为1~3mm。
7.如权利要求6所述的可降解复合神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,静电纺丝机的设定温度为40℃;注射器针头的型号为15#,针头与接收器的距离为18cm;纺丝电压为18KV,供液速度为2mL/h。
8.如权利要求4所述的可降解复合神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,干燥温度为45~55℃,干燥时间为0.5~1.5h;肝素的浓度为0.5~1%,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为50mmol/L,N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为12.5mmol/L,2-(N-吗啉代)乙磺酸的浓度为50mmol/L,缓冲液为60~70%的乙醇溶液;交联反应的时间为18~24h。
9.如权利要求4所述的可降解复合神经导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,乙醇的浓度为75%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811495045.5A CN109331225A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种可降解复合神经导管及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811495045.5A CN109331225A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种可降解复合神经导管及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109331225A true CN109331225A (zh) | 2019-02-15 |
Family
ID=65303527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811495045.5A Pending CN109331225A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种可降解复合神经导管及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109331225A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116421782A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-07-14 | 深圳大学 | 具有促进神经修复功能的聚氨基酸复合材料及其制备方法和应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007140320A2 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Nanyang Technological University | Implantable article, method of forming same and method for reducing thrombogenicity |
CN101500508A (zh) * | 2006-06-09 | 2009-08-05 | 加利福尼亚大学董事会 | 生物分子连接的仿生支架 |
-
2018
- 2018-12-07 CN CN201811495045.5A patent/CN109331225A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007140320A2 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Nanyang Technological University | Implantable article, method of forming same and method for reducing thrombogenicity |
CN101500508A (zh) * | 2006-06-09 | 2009-08-05 | 加利福尼亚大学董事会 | 生物分子连接的仿生支架 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
侯春林: "《中华医学百科全书 临床医学 显微外科学》", 31 August 2016 * |
唐见茂: "《绿色复合材料》", 31 December 2016 * |
孙少平: "《高分子材料在纳米给药系统中的应用》", 31 August 2017 * |
顾其胜: "《透明质酸与临床医学》", 30 November 2003 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116421782A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-07-14 | 深圳大学 | 具有促进神经修复功能的聚氨基酸复合材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dewle et al. | Multifarious fabrication approaches of producing aligned collagen scaffolds for tissue engineering applications | |
US7285637B2 (en) | Method for the preparation of a non-woven silk fibroin fabrics | |
Wang et al. | Exploring natural silk protein sericin for regenerative medicine: an injectable, photoluminescent, cell-adhesive 3D hydrogel | |
Shin et al. | Electrospun PLGA nanofiber scaffolds for articular cartilage reconstruction: mechanical stability, degradation and cellular responses under mechanical stimulation in vitro | |
Li et al. | Laminin-coated electrospun regenerated silk fibroin mats promote neural progenitor cell proliferation, differentiation, and survival in vitro | |
JP3774466B2 (ja) | キトサンと酸性生体高分子とのハイブリッド繊維および動物細胞培養基材 | |
Bhattacharjee et al. | Potential of inherent RGD containing silk fibroin–poly (Є-caprolactone) nanofibrous matrix for bone tissue engineering | |
CN107899086B (zh) | 一种透明质酸寡糖修饰的胶原蛋白纳米纤维血管修复材料及其制备方法 | |
Zhang et al. | Poly (glyceryl sebacate)/silk fibroin small-diameter artificial blood vessels with good elasticity and compliance | |
Zhang et al. | Systematic review of silk scaffolds in musculoskeletal tissue engineering applications in the recent decade | |
JP2009509594A (ja) | シルクフィブロイン含有医療用人工神経移植体及びその調製方法 | |
CN114225116B (zh) | 一种可缓释透明质酸和生长因子的人工骨膜及其制备方法 | |
CN110507860A (zh) | 一种复合工艺制备原位组织工程血管的方法 | |
CN104822875A (zh) | 蚕丝制品 | |
US20200171208A1 (en) | Scaffolds for cell culture and tissue regeneration | |
KR101604584B1 (ko) | 하이드록시아파타이트, 키토산 또는 이의 유도체, 및 카테콜 또는 이의 유도체를 함유하는 복합체 및 그 용도 | |
CN106390196A (zh) | 一种纳米纤维神经组织工程支架的制备方法 | |
Shen et al. | In situ prevascularization strategy with three-dimensional porous conduits for neural tissue engineering | |
CN112972760A (zh) | 一种负载内皮细胞外基质的3d打印骨缺损修复支架及其制备方法 | |
Hu et al. | Preparation and optimization of a biomimetic triple-layered vascular scaffold based on coaxial electrospinning | |
JP5875761B2 (ja) | コラーゲン線維ゲルおよびその用途 | |
CN110882416A (zh) | 一种仿生复合纳米纤维支架材料的制备方法和应用 | |
CN109331225A (zh) | 一种可降解复合神经导管及其制备方法 | |
CN107343969B (zh) | 一种复合神经导管及其制备方法 | |
CN108084466A (zh) | 一种基于蛋清和甲基丙烯酸衍生化聚合物的复合膜及其在培养干细胞方面的应用 |
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 |
Application publication date: 20190215 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |