CN109758617B - 一种神经修复膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

发明涉及一种神经修复膜及其制备方法和应用，所述神经修复膜包括掺入碳纳米管的聚合物纤维膜；所述聚合物为生物可降解聚合物；所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜具有单一取向性。所述方法包括如下步骤：(1)将聚合物和碳纳米管溶解至溶剂中，得到电纺原液；(2)对所述电纺原液进行静电纺丝操作，得到掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。本发明提供的神经修复膜够促进神经细胞的定向性生长，对于受损神经具有优异的修复效果。

Description

一种神经修复膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种神经修复膜及其制备方法和用途。

背景技术

周围神经损伤是一种常见的可致残疾的疾病，会导致感觉的丧失和运动功能障碍。当今临床治疗已经将各种方法应用于治疗以恢复功能丧失。端对端接合可用于短神经损伤，而进行远距离神经缺损则需要神经移植以桥接横断神经。目前，神经自体移植是治疗间隙在5-10mm周围神经损伤的临床标准，然而这种方法需要从身体的二级部位移除一段神经，这会导致额外的手术疼痛，以及供体部位的感觉功能丧失。此外，诸如供体资源有限，供体神经长度不足以及供体神经和受体部位之间直径不匹配等缺点限制了这些治疗方法的应用。因此寻找,几乎没有额外的损伤和对神经损伤的有更好治疗效果的替代治疗方法有着重要的临床意义。

神经套管技术因为可避免牺牲自体神经，同时可避免吻合时造成神经再损伤而受到广泛关注。神经套管需要能够起到支持神经轴突迁移的作用，套管材料不但需要具有良好的安全性和生物相容性，同时还要求能利于手术，促进神经生长，有研究者采用各种合成和天然材料制造的神经导管具有很大的潜力作为支持神经相邻末端再生的桥梁，但是目前的神经套管技术还不成熟，神经细胞在神经套接管内的生长方向难以控制，也就是说，新生的神经与原始的神经有所差异，并且会在一定程度上影响身体功能的恢复。

CN109331225A公开了一种可降解复合神经导管及其制备方法，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。该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；所述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，但是所述神经导管无法准确的控制神经细胞的生长方向，对于神经的修复效果不佳。

CN108379667A公开了一种神经导管支架的制备方法，包括：将材料在极性溶剂中溶解，得到溶解液；所述材料选自聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物、聚碳酸亚乙酯、聚乳酸和聚乙醇酸中的一种或几种；将溶解液涂布或平铺于模具上，得到带有溶解液的模具；将所述带有溶解液的模具置于水中，得到管状支架。所述神经导管支架具有良好的支撑强度和拉伸强度，为神经再生提供可行的微环境；孔隙连通性好，利于营养物质和代谢废物的交换运输；生物相容性良好，有利于神经细胞和神经胶质细胞粘附生长，促进神经再生；且完全可降解，对于机体不产生副作用，但是神经细胞在所述神经导管支架上的生长方向难以控制，新生的神经与原始的神经有所差异，导致修复效果不好。

CN106668938A公开了一种神经导管及其制备方法，该制备方法包括：将聚合物材料在有机溶剂中溶解，沉降除气泡后得聚合物溶液，再用聚合物溶液制备管材并干燥；其中，聚合物材料中乳酸单体的含量为45-65mol％，乙醇酸单体的含量为5-20mol％，己内酯单体的含量为30-45mol％。这种方法工艺简单、操作方便，容易加工，且精度可控性强。由上述方法制备的神经导管，具有力学强度大、柔韧性强、且降解周期长，能够很好的应用于受损神经的再生和修复中，但是将所述神经导管用于修复受损神经的过程中，神经细胞无序生长，不利于神经的修复。

因此，本领域亟待开发一种能够控制神经细胞生长方向的神经套接管，以达到更佳的神经修复效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种神经修复膜及其制备方法和应用，所述神经修复膜能够促进神经细胞的定向性生长，对于受损神经具有优异的修复效果。

为达此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种神经修复膜，所述神经修复膜包括掺入碳纳米管的聚合物纤维膜；

所述聚合物为生物可降解聚合物；

所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜具有单一取向性。

在实际使用过程中，手动将神经修复膜卷曲形成神经套接管，该神经套接管在体液中能够保持管状形态，连接神经的近远两段，实现外周神经的端对端缝合，或者包裹在受伤神经外侧，起到对受损神经的修复作用。

相比于固定尺寸的神经套接管，可以通过改变神经修复膜卷曲的圈数来调节神经套管壁厚、直径等，以适用于不同部位神经的修复，本发明对具体的卷曲方式不做限定，下文如果提及神经套接管，即为本发明提供的神经修复膜在体内卷曲而成的神经套接管。

单一取向性的电纺纤维会影响神经细胞的细胞行为，可以有效引导神经轴突的定向再生，相比无纺纤维，神经干细胞在具有单一取向性的电纺纤维上的伸长和神经轴突的生长得到改善，同时本发明在聚合物纤维膜中掺入碳纳米管，不仅提高了伸进修复膜的导电性能，也能够进一步优化聚合物电纺纤维在取向方向的机械强度，促进神经细胞的定向性生长的同时，极大改善了神经元的生长速率和突触的形态，促进神经元功能的恢复。

优选地，所述神经修复膜还包括涂覆在所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜上的聚赖氨酸涂层。

在实际使用过程中，手动将神经修复膜卷曲形成神经套接管，并且使聚吡咯涂层在管内侧，就能够形成一种内层为聚吡咯涂层的神经套接管，如图1所示。

本发明优选在聚合物纤维膜上涂覆一层聚赖氨酸涂层，聚赖氨酸具有良好的亲水性和生物相容性，有利于初始细胞的粘附和锚定，有利于神经细胞在神经修复膜上的增殖和活力，因此能够进一步的提高损伤神经的修复效果。

优选地，所述聚赖氨酸与所述聚合物通过氢键连接。

优选地，所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜通过静电纺丝技术制备而成。

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

优选地，所述聚合物包括聚乳酸、聚己内酯、丙交酯-己内酯共聚物和聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的任意一种或至少两种组合，优选聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)。

本发明优选在特定的生物可降解聚合物PLGA中掺杂碳纳米管，两者相容性好，且PLGA与碳纳米管相互配合，有利于制得单一取向性更佳的纤维膜，进一步促进细胞的定向生长，提升神经修复效果，且PLGA具有与人体温度接近的玻璃化转变温度(与37℃)，有利于降解。

优选地，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

选择多壁纳米管是因为多壁碳纳米管与高分子材料的结合性强，与聚合物电纺纤维能够更好的结合，得到的神经修复膜的稳定性高，能够持续保持优异的修复效果。

优选地，所述聚合物的重均分子量为30000～100000。

优选地，所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜的厚度为0.1-0.3mm，例如0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.15mm、0.16mm、0.18mm、0.20mm、0.22mm、0.25mm、0.26mm或0.27mm等，优选0.1mm。

优选地，所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜中包括聚合物电纺纤维丝，所述聚合物电纺纤维丝的直径为0.5-2.5μm，例如0.6μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.8μm、2.0μm或2.3μm等，优选1.5μm。

本发明优选聚合物电纺纤维丝的直径为0.5-2.5μm，是考虑到神经细胞的大小约为10μm，当纤维丝的直径为0.5-2.5μm时，纤维丝之间形成的空隙大小刚好适用神经细胞在套接管内壁的生长，更有利于神经细胞的修复。直径过大，会导致空隙过大，神经细胞会从空隙中穿越之管外，附着在管外的肌肉组织上，造成粘连，直径过小，会导致空隙过小，不利于神经细胞在管内壁的附着，即不利于神经细胞在管内的生长，也就直接影响了损伤神经的修复效果。

优选地，所述聚赖氨酸涂层的厚度为0.01-0.03mm，例如0.011mm、0.013mm、0.015mm、0.018mm、0.020mm、0.022mm、0.025mm、0.026mm或0.028mm等。

第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的神经修复膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)制备电纺原液：将聚合物和碳纳米管溶解至溶剂中，得到电纺原液；

(2)制备神经修复膜：对所述电纺原液进行静电纺丝操作，得到掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜；

所述聚合物为生物可降解聚合物。

优选地，所述聚合物包括聚乳酸、聚己内酯和聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的任意一种或至少两种组合，优选聚乳酸-羟基乙酸共聚物。

优选地，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

优选地，步骤(1)中，所述溶剂包括六氟异丙醇和/或二氯甲烷。

优选地，步骤(1)中，所述电纺原液中所述聚合物的质量分数为15-25％，例如16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％或24％等，优选20％。

优选地，步骤(1)中，所述碳纳米管的质量分数为1-2％，例如1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％或1.9％等，优选1.6％。

优选地，步骤(1)还包括，将所述聚合物和碳纳米管溶解至溶剂得到的悬浊液连续搅拌20-25h，随后超声处理0.8-1.2h。

优选地，所述搅拌的时间为24h。

优选地，所述超声处理的时间为1h。

优选地，步骤(1)具体包括：将聚合物和碳纳米管溶解至六氟异丙醇和/或二氯甲烷中，得到悬浊液，将所述悬浊液连续搅拌20-25h，随后超声处理0.8-1.2h，得到聚合物的质量分数为20％、碳纳米管的质量分数为1.6％的电纺原液。

优选地，步骤(2)具体包括：将所述电纺原液注入注射器中，在静电纺丝设备中进行静电纺丝，得到掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。

优选地，步骤(2)中，所述电纺原液在所述静电纺丝设备的推进泵作用下进行静电纺丝。

优选地，步骤(2)中，所述电纺原液的推注速度为1-3mL/h，例如1.1mL/h、1.2mL/h、1.5mL/h、1.7mL/h、1.8mL/h、2.0mL/h、2.2mL/h、2.5mL/h或2.8mL/h等。

优选地，步骤(2)中，所述静电纺丝设备的加载电压为10-20kV，例如11kV、12kV、13kV、14kV、15kV、16kV、17kV、18kV或19kV等。

优选地，步骤(2)中，使用金属旋转接收盘接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜。

优选地，步骤(2)中，所述金属旋转接收盘的转速为3000-4000r/h。

当设定接受盘的转速为3000-4000r/h时，能够得到具有单一取向性的电纺纤维膜。

优选地，步骤(2)还包括：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜置于真空干燥箱中干燥36-48h，例如37h、38h、39h、40h、41h、42h、43h、44h、45h、46h或47h等。

优选地，步骤(2)具体包括：

将所述电纺原液注入注射器中，在静电纺丝设备的推进泵作用下以1-3mL/h的速度推注电纺原液，并在10-20kV的加载电压下进行静电纺丝，使用金属旋转接收盘以3000-4000r/h的转速接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，并将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜置于真空干燥箱中干燥36-48h。

优选地，在步骤(2)之后进行步骤(3)：在所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜上涂覆聚赖氨酸，得到聚赖氨酸涂覆的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。

优选地，步骤(3)具体包括：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜浸入聚赖氨酸溶液中，浸泡10-14h，得到聚赖氨酸涂覆的纤维膜，即神经修复膜。

优选地，步骤(3)中所述聚赖氨酸溶液的浓度为10-20μg/mL^-1，例如11μg/mL^-1、12μg/mL^-1、13μg/mL^-1、14μg/mL^-1、15μg/mL^-1、16μg/mL^-1、17μg/mL^-1、18μg/mL^-1或19μg/mL^-1等，优选15μg/mL^-1。

优选地，步骤(3)中，所述浸泡步骤在培养箱中进行。

优选地，步骤(3)中，所述浸泡的时间为12h。

优选地，步骤(3)还包括，在所述浸泡完成之后，除去多余的聚氨酸溶液，将成品置于真空干燥箱中干燥36-48h，例如37h、38h、39h、40h、41h、42h、43h、44h、45h、46h或47h等。

优选地，步骤(3)具体包括：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜浸入浓度为15μg/mL^-1的聚赖氨酸溶液中，在培养箱中浸泡10-14h，浸泡完成后，除去多余的聚氨酸溶液，将成品置于真空干燥箱中干燥36-48h，得到聚赖氨酸涂覆的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。

优选地，在步骤(3)之前进行如下操作：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜在紫外光照射下进行灭菌，随后用磷酸缓冲盐溶液洗涤。

优选地，所述紫外光照射的时间为5h。

优选地，所述用磷酸缓冲盐溶液洗涤的次数为3次。

第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述的神经修复膜在外周神经修复材料制备中的应用。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

单一取向性的电纺纤维会影响神经细胞的细胞行为，可以有效引导神经轴突的定向再生，相比无纺纤维，神经干细胞在具有单一取向性的电纺纤维上的伸长和神经轴突的生长得到改善，同时本发明在聚合物纤维膜中掺入碳纳米管，不仅提高了伸进修复膜的导电性能，也能够进一步优化聚合物电纺纤维在取向方向的机械强度，促进神经细胞的定向性生长的同时，极大改善了神经元的生长速率和突触的形态，促进神经元功能的恢复。

附图说明

图1是由本发明的一个具体实施方式中提供的神经修复膜卷曲而成的神经套接管；

其中，1-掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，2聚赖氨酸涂层。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种神经修复膜，通过如下方法制备得到：

(1)制备电纺原液：

将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(M_w＝80000)和多壁碳纳米管溶解至六氟异丙醇中，得到悬浊液，将所述悬浊液连续搅拌24h，随后超声处理1h，得到聚合物的质量分数为20％、多璧碳纳米管的质量分数为1.6％的电纺原液。

(2)制备纤维膜：

将步骤(1)得到的电纺原液注入注射器中，在静电纺丝设备的推进泵作用下以2mL/h的速度推注电纺原液，并在15kV的加载电压下进行静电纺丝，使用金属旋转接收盘以3500r/h的转速接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜，并将所述掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜置于真空干燥箱中干燥40h，得到的纤维膜中电纺纤维的直径为1.5μm，纤维膜的厚度为0.1mm。

(4)涂覆聚赖氨酸涂层：

将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜在紫外光照射5h进行灭菌，随后用磷酸缓冲盐溶液洗涤3次；

将所述掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜浸入浓度为15μg/mL^-1的聚赖氨酸溶液中，在培养箱中浸泡12h，浸泡完成后，除去多余的聚氨酸溶液，将成品置于真空干燥箱中干燥40h，得到神经修复膜，聚赖氨酸涂层的厚度为0.02mm；

实施例2

与实施例1的区别在于，不进行步骤(3)。

实施例3

与实施例1的区别在于，将聚乳酸-羟基乙酸共聚物替换为聚乳酸(Mw＝80000)。

实施例4

与实施例1的区别在于，将聚乳酸-羟基乙酸共聚物替换为聚己内酯(Mw＝120000)。

实施例5

与实施例1的区别在于，将多璧碳纳米管替换为单壁碳纳米管。

实施例6

与实施例1的区别在于，步骤(1)中制备得到电纺原液中聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量分数为15％，步骤(2)中得到的纤维膜中电纺纤维的直径为0.5μm。

实施例7

与实施例1的区别在于，步骤(1)中制备得到电纺原液中聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量分数为25％，步骤(2)中得到的纤维膜中电纺纤维的直径为2.5μm。

实施例8

与实施例1的区别在于，步骤(1)中制备得到电纺原液中聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量分数为11％，步骤(2)中得到的纤维膜中电纺纤维的直径为0.3μm。

实施例9

与实施例1的区别在于，步骤(1)中制备得到电纺原液中聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量分数为30％，步骤(2)中得到的纤维膜中电纺纤维的直径为2.8μm。

实施例10

本实施例提供一种神经修复膜，通过如下方法制备得到：

(1)制备电纺原液：

将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(M_w＝80000)和多壁碳纳米管溶解至二氯甲烷中，得到悬浊液，将所述悬浊液连续搅拌20h，随后超声处理0.8h，得到聚合物的质量分数为20％、碳纳米管的质量分数为1％的电纺原液。

(2)制备纤维膜：

将步骤(1)得到的电纺原液注入注射器中，在静电纺丝设备的推进泵作用下以1mL/h的速度推注电纺原液，并在10kV的加载电压下进行静电纺丝，使用金属旋转接收盘以4000r/h的转速接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜，并将所述掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜置于真空干燥箱中干燥36h，得到的纤维膜中电纺纤维的直径为1.5μm，纤维膜的厚度为0.3mm。

(3)涂覆聚赖氨酸涂层：

将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜在紫外光照射5h进行灭菌，随后用磷酸缓冲盐溶液洗涤3次；

将所述掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜浸入浓度为10μg/mL^-1的聚赖氨酸溶液中，在培养箱中浸泡10h，浸泡完成后，除去多余的聚氨酸溶液，将成品置于真空干燥箱中干燥36h，得到神经修复膜，聚赖氨酸涂层的厚度为0.01mm；

实施例11

本实施例提供一种神经修复膜，通过如下方法制备得到：

(1)制备电纺原液：

将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(M_w＝80000)和多壁碳纳米管溶解至六氟异丙醇和二氯甲烷混合溶剂中，得到悬浊液，将所述悬浊液连续搅拌25h，随后超声处理1.2h，得到聚合物的质量分数为20％、碳纳米管的质量分数为2％的电纺原液。

(2)制备纤维膜：

将步骤(1)得到的电纺原液注入注射器中，在静电纺丝设备的推进泵作用下以3mL/h的速度推注电纺原液，并在20kV的加载电压下进行静电纺丝，使用金属旋转接收盘以3000r/h的转速接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜，并将所述掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜置于真空干燥箱中干燥48h，得到的纤维膜中电纺纤维的直径为1.5μm，纤维膜的厚度为0.1mm。

(3)涂覆聚赖氨酸涂层：

将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜在紫外光照射5h进行灭菌，随后用磷酸缓冲盐溶液洗涤3次；

将所述掺入碳纳米管的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜浸入浓度为20μg/mL^-1的聚赖氨酸溶液中，在培养箱中浸泡14h，浸泡完成后，除去多余的聚氨酸溶液，将成品置于真空干燥箱中干燥48h，得到神经修复膜，聚赖氨酸涂层的厚度为0.03mm；

对比例1

与实施例1的区别在于，步骤(1)中不加入多璧碳纳米管。

对比例2

与实施例1的区别在于，步骤(2)中金属旋转接收盘的转速为700r/h。

性能测试：

(1)导电性测试：

将实施例和对比例提供的神经修复膜裁剪成直径为15mm的试样，在室温下由RTS-8四探针测试仪测量。

(2)动物实验：

将麻醉的SD大鼠的坐骨神经暴露，切除7mm制造由于神经回缩后形成的10mm的神经缺损，移植入本实施例和对比例中制备的神经修复膜，并在体内卷曲成神经套管(聚吡咯涂层在内)，缝合近远两端；设置对照组：不移植神经假体，直接端对端缝合。于术后12周后测试大鼠的恢复情况。自制大鼠足行走箱通道长50cm，宽15cm，通道尽端放置一个鼠箱，长20cm，宽15cm.高15cm，单侧开门，箱底放置连续记录纸(20cm宽)，实验鼠双后足蘸碳素墨水，放入行走箱近端入口，鼠在向远端爬行过程中每侧留4-5个足印，选实验侧足(E)和正常侧足(N)足印，测量3个变量(图1)：①足印长度(podogramlength，PL)：足印的最长距离，即从足跟到足尖的距离。②足趾宽度(width between thefirst andfifthtoes，Tw)：第1趾到第5趾连线距离。⑧中间足趾距离(intertoes distance，IT)：第2趾到第4趾连线距离。将上述3个变量带入Bain公式计算坐骨神经功能指数评定(sciaticnerve function index，SFI)：

SFI＝-38.3(EPL-NPL)/NPL+109.5(ETW-NTW)+13.3(EIT-NIT)/NIT-8.8

其中，坐骨神经功能指数SFI＝0为正常，-100为完全损伤，-20-0之间表示基本恢复正常。

其中，E开头代表实验侧足的数据，N开头代表正常侧足的数据，例如EPL代表实验侧足的足印长度，NPL代表正常侧足的足印长度，以此类推。

性能测试的结果如表1所示。

表1

由表1可知，实施例中得到的神经修复膜普遍具有较高的导电率，导电性能优异，均具有良好的修复效果，SFI在-45以上；而对比例1相比较实施例1仅不加入碳纳米管，则修复效果大幅度下降，12周的时间仅修复到-69等级；对比例2相比较实施例1仅将接受盘的转速降低，得到非单一取向的纤维膜，其修复效果也大幅度降低，仅达到-67等级。由此证明，本发明提供的神经修复膜的修复效果明显提升，这是由于单一取向性的电纺纤维会影响神经细胞的细胞行为，可以有效引导神经轴突的定向再生，相比无纺纤维，神经干细胞在具有单一取向性的电纺纤维上的伸长和神经轴突的生长得到改善，同时本发明在聚合物纤维膜中掺入碳纳米管，不仅提高了伸进修复膜的导电性能，也能够进一步优化聚合物电纺纤维的单一取向性，促进神经细胞的定向性生长的同时，极大改善了神经元的生长速率和突触的形态，促进神经元功能的恢复。

对比实施例1和实施例2可知，包含聚赖氨酸涂层的神经修复膜具有更佳的修复效果(实施例1)，这是因为聚赖氨酸具有良好的亲水性和生物相容性，有利于初始细胞的粘附和锚定，有利于神经细胞在神经修复膜上的增殖和活力，因此能够进一步的提高损伤神经的修复效果。

对比实施例1、3、4可知，选择聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维膜(实施例1)，相比较其他类型的聚合物纤维膜(实施例3、4)，得到的神经修复膜具有更佳的修复效果，这是由于PLGA与碳纳米管相容性好，且PLGA与碳纳米管相互配合，有利于制得单一取向性更佳的纤维膜，进一步促进细胞的定向生长，提升神经修复效果。

对比实施例1和5可知，在聚合物纤维膜中掺入多璧碳纳米管(实施例1)，相比较单壁碳纳米管(实施例5)，得到的神经修复膜的修复效果更好，这是由于多壁碳纳米管与高分子材料的结合性强，与聚合物电纺纤维能够更好的结合，得到的神经修复膜的稳定性高，能够持续保持优异的修复效果。

对比实施例1、6-9可知，当电纺纤维的直径在0.5-2.5μm范围内时(实施例1、6、7)，神经修复膜的修复效果最好，这是因为神经细胞的大小约为10μm，当纤维丝的直径为0.5-2.5μm时，纤维丝之间形成的空隙大小刚好适用神经细胞在套接管内壁的生长，更有利于神经细胞的修复。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (35)

1.一种神经修复膜，其特征在于，所述神经修复膜包括掺入碳纳米管的聚合物纤维膜；

所述聚合物为生物可降解聚合物；

所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜具有单一取向性；

所述碳纳米管为多壁碳纳米管；

所述神经修复膜还包括涂覆在所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜上的聚赖氨酸涂层；

所述聚赖氨酸涂层的厚度为0.01-0.03mm；

所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜中包括聚合物电纺纤维丝，所述聚合物电纺纤维丝的直径为1.5μm；

所述神经修复膜采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：

(1)制备电纺原液：将聚合物和碳纳米管溶解至溶剂中，得到电纺原液；

(2)制备神经修复膜：对所述电纺原液进行静电纺丝操作，得到掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜；

步骤(1)中，所述电纺原液中所述聚合物的质量分数为15-25％；

步骤(1)中，所述碳纳米管的质量分数为1-2％；

步骤(2)中，使用金属旋转接收盘接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜；所述金属旋转接收盘的转速为3000-4000r/h。

2.根据权利要求1所述的神经修复膜，其特征在于，所述聚赖氨酸与所述聚合物通过氢键连接。

3.根据权利要求1所述的神经修复膜，其特征在于，所述聚合物包括聚乳酸、聚己内酯、丙交酯-己内酯共聚物、聚氨酯和聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的任意一种或至少两种组合。

4.根据权利要求3所述的神经修复膜，其特征在于，所述聚合物为聚乳酸-羟基乙酸共聚物。

5.根据权利要求1所述的神经修复膜，其特征在于，所述聚合物的重均分子量为30000-100000。

6.根据权利要求1所述的神经修复膜，其特征在于，所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜的厚度为0.1-0.3mm。

7.根据权利要求6所述的神经修复膜，其特征在于，所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜的厚度为0.1mm。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的神经修复膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)制备电纺原液：将聚合物和碳纳米管溶解至溶剂中，得到电纺原液；

(2)制备神经修复膜：对所述电纺原液进行静电纺丝操作，得到掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜；

所述聚合物为生物可降解聚合物；

所述碳纳米管为多壁碳纳米管；

所述神经修复膜还包括涂覆在所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜上的聚赖氨酸涂层；

步骤(1)中，所述电纺原液中所述聚合物的质量分数为15-25％；

步骤(1)中，所述碳纳米管的质量分数为1-2％；

步骤(2)中，使用金属旋转接收盘接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜；所述金属旋转接收盘的转速为3000-4000r/h。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述聚合物包括聚乳酸、聚己内酯和聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的任意一种或至少两种组合。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合物为聚乳酸-羟基乙酸共聚物。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂包括六氟异丙醇和/或二氯甲烷。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电纺原液中所述聚合物的质量分数为20％。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳纳米管的质量分数为1.6％。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)还包括，将所述聚合物和碳纳米管溶解至溶剂得到的悬浊液连续搅拌20-25h，随后超声处理0.8-1.2h。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述搅拌的时间为24h。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述超声处理的时间为1h。

17.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：将聚合物和碳纳米管溶解至六氟异丙醇和/或二氯甲烷中，得到悬浊液，将所述悬浊液连续搅拌20-25h，随后超声处理0.8-1.2h，得到聚合物的质量分数为20％、碳纳米管的质量分数为1.6％的电纺原液。

18.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：将所述电纺原液注入注射器中，在静电纺丝设备中进行静电纺丝，得到掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电纺原液在所述静电纺丝设备的推进泵作用下进行静电纺丝。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电纺原液的推注速度为1-3mL/h。

21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述静电纺丝设备的加载电压为10-20kV。

22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(2)还包括：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜置于真空干燥箱中干燥36-48h。

23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：

将所述电纺原液注入注射器中，在静电纺丝设备的推进泵作用下以1-3mL/h的速度推注电纺原液，并在10-20kV的加载电压下进行静电纺丝，使用金属旋转接收盘以3000-4000r/h的转速接收静电纺丝得到的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，并将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜置于真空干燥箱中干燥36-48h。

24.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(2)之后进行步骤(3)：在所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜上涂覆聚赖氨酸，得到聚赖氨酸涂覆的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，步骤(3)具体包括：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜浸入聚赖氨酸溶液中，浸泡10-14h，得到聚赖氨酸涂覆的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述聚赖氨酸溶液的浓度为10-20μg/mL。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述聚赖氨酸溶液的浓度为15μg/mL。

28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述浸泡步骤在培养箱中进行。

29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述浸泡的时间为12h。

30.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，步骤(3)还包括，在所述浸泡完成之后，除去多余的聚赖氨酸溶液，将成品置于真空干燥箱中干燥36-48h。

31.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，步骤(3)具体包括：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜浸入浓度为15μg/mL的聚赖氨酸溶液中，在培养箱中浸泡10-14h，浸泡完成后，除去多余的聚赖氨酸溶液，将成品置于真空干燥箱中干燥36-48h，得到聚赖氨酸涂覆的掺入碳纳米管的聚合物纤维膜，即神经修复膜。

32.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在步骤(3)之前进行如下操作：将所述掺入碳纳米管的聚合物纤维膜在紫外光照射下进行灭菌，随后用磷酸缓冲盐溶液洗涤。

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述紫外光照射的时间为5h。

34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述用磷酸缓冲盐溶液洗涤的次数为3次。

35.一种根据权利要求1-7中任一项所述的神经修复膜在外周神经修复材料制备中的应用。

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