CN110975013A - 一种复合神经导管及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合神经导管的制备方法，通过特定的工艺将去细胞基质与可降解聚酯混合进行静电纺丝，其可以通过一次成型技术快速的构建多孔纤维结构神经导管，且导管兼具有良好的机械性能和生物功能性。该神经导管既能满足缝合需要和在体内支撑的需要，又能促进神经的快速修复。本发明一种复合神经导管的制备方法，包括：步骤一，制备去细胞基质溶液；步骤二，制备聚酯溶液；步骤三，将步骤一中的去细胞基质溶液和步骤二中的聚酯溶液按一定比例混合，得到混合溶液；步骤四，将步骤三中的混合溶液进行静电纺丝加工，得到神经导管。
Description
技术领域
本发明涉及神经导管技术领域，具体涉及一种复合神经导管及制备方法。
背景技术
神经导管是一种重要的周围神经损伤的修复材料，其通常是一种中空的管状结构，可用于桥接受损神经的近端和远端，为神经的再生提供适宜的微环境。常用于神经导管构建的材料包括可降解的合成材料和天然材料，前者主要为可降解聚酯，如聚乳酸、聚乙醇酸，聚(D,L-乳酸-co-乙醇酸)，聚(D,L-乳酸-co-己内酯)等，其具有良好的机械性能与可降解性能；后者则包括壳聚糖、海藻酸盐、纤维素、胶原、明胶等，具有良好的生物相容性与生物功能性。此外，来源于动物组织的去细胞材料，从本质上来说仍然是天然材料，但成分复杂，由多种天然的蛋白质和天然多糖组合而成，从成分上极大地保留了天然组织的细胞外基质成分，因此被广泛应用于组织工程包括神经组织工程研究中，促进组织/器官的修复与再生。
目前商品化的神经导管大多采用单一的材料如聚乙醇酸导管，聚(D,L-乳酸-co-己内酯)导管和胶原导管，虽然在临床应用中起到了不错的效果，但都具有致命的缺陷，如降解过快、材料太硬导致并发症较多、材料易碎不易缝合等。因此采用合适的方法将性质、功能不同的材料进行混合，构建兼具力学强度和生物功能性的混合导管是未来的发展趋势。
静电纺丝是一种可以将聚合物加工成微/纳米纤维结构的技术，其加工出的材料与天然神经细胞外基质结构接近，且具有多孔性，比表面积大。将其应用于神经导管的加工中，可以方便快速的构建多孔中空管状结构，其通透性高，允许内外物质的充分交换。而通过对静电纺丝溶液内物质比例的调配，可以有效调控导管的机械性能、降解速率及生物功能性。因此，采用静电纺丝方法构建复合神经导管具有重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种复合神经导管的制备方法，通过特定的工艺将去细胞基质与可降解聚酯混合进行静电纺丝，其可以通过一次成型技术快速的构建多孔纤维结构神经导管，且导管兼具有良好的机械性能和生物功能性。该神经导管既能满足缝合需要和在体内支撑的需要，又能促进神经的快速修复。
本发明一种复合神经导管的制备方法，包括：
步骤一，制备去细胞基质溶液；
步骤二，制备聚酯溶液；
步骤三，将步骤一中的去细胞基质溶液和步骤二中的聚酯溶液按一定比例混合，得到混合溶液；
步骤四，将步骤三中的混合溶液进行静电纺丝加工，得到神经导管。
优选的，在上述复合神经导管的制备方法中，在步骤一中，取一定质量去细胞基质粉末，加入有机溶剂中，其质量浓度为1％-15％w/v，搅拌4～6天，随后置于温度-10～10℃的球磨机中以25～75Hz功率球磨5-10分钟，共2次；球磨完毕的溶液转移到离心管中，放入超高速离心机置于实验条件为5000～10000rpm的转速离心机中超速离心3～10分钟，吸取上层溶液备用，得到去细胞基质溶液。
优选的，在上述复合神经导管的制备方法中，在步骤一中，去细胞基质的来源包括人、猪、牛等哺乳动物的脑、脊髓、神经、皮肤、小肠粘膜小层、脂肪等不同组织；有机溶剂包括2,2,2-三氟乙醇，六氟异丙醇。
优选的，在上述复合神经导管的制备方法中，在步骤二中，取一定质量的可降解聚酯，溶于有机溶剂中，搅拌1～2天使其充分溶解，得到聚酯溶液。
优选的，在上述复合神经导管的制备方法中，在步骤二中，可降解聚酯包括聚乳酸、聚乙醇酸，聚(D,L-乳酸-co-乙醇酸)，聚(D,L-乳酸-co-己内酯)，聚(D,L-乳酸-co-三亚甲基碳酸酯)；有机溶剂包括2,2,2-三氟乙醇，六氟异丙醇，氯仿，二氯甲烷。
优选的，在上述复合神经导管的制备方法中，在步骤三中，将去细胞基质溶液和聚酯溶液按1：1～1:5比例混合，充分搅拌1～2天使混合均匀，得到混合溶液。
优选的，在上述复合神经导管的制备方法中，在步骤四中，将混合溶液转移至注射器中，并安置于注射泵上，进行静电纺丝加工，溶液的注射速率为0.5～4ml/h；注射针头内径为0.20～1.60mm，针头所接电压为5～20kv，其以2～5cm/s的速率进行左右往复扫描；接收器为一个旋转的金属圆棒，其直径为0.5～10mm，旋转速率为60～500rpm，且其连接一个高压电源，电压为0～-3kv。
优选的，在上述复合神经导管的制备方法中，在步骤四之后还包括步骤五，将金属圆棒和所接收的材料置于真空干燥箱中，真空干燥24h后脱模，并裁剪为长度5～60mm的神经导管。
本发明还保护一种通过上述制备方法制得的复合神经导管。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图
图1为静电纺丝加工神经导管示意图；
图2为PLLA/pDNM神经导管；
图3为PLLA/pDNM神经导管内表面；
图4和图为PLLA/pDNM神经导管促进万细胞(红色)快速迁移(标尺500μm)的快速迁移；
图5PLLA/pDNM神经导管可以促进髓鞘化的形成(蓝色DAPI，绿色，NF200，红色，MBP)。
具体实施方式
本发明一种复合神经导管的制备方法包括：
(1)去细胞基质溶液的制备
取一定质量去细胞基质粉末，加入有机溶剂中，其质量浓度为1％-15％w/v，搅拌4～6天，随后置于温度-10～10℃的球磨机中以25～75Hz功率球磨5-10分钟，共2次。
球磨完毕的溶液转移到离心管中，放入超高速离心机置于实验条件为5000～10000rpm的转速离心机中超速离心3～10分钟，吸取上层溶液备用。
去细胞基质的来源包括人、猪、牛等哺乳动物的脑、脊髓、神经、皮肤、小肠粘膜小层、脂肪等不同组织。有机溶剂包括2,2,2-三氟乙醇，六氟异丙醇等。
(2)聚酯溶液的制备
取一定质量的可降解聚酯，溶于有机溶剂中，搅拌1～2天使其充分溶解。
可降解聚酯包括聚乳酸、聚乙醇酸，聚(D,L-乳酸-co-乙醇酸)，聚(D,L-乳酸-co-己内酯)，聚(D,L-乳酸-co-三亚甲基碳酸酯)等。
有机溶剂包括2,2,2-三氟乙醇，六氟异丙醇，氯仿，二氯甲烷等。
(3)混合溶液的制备
将去细胞基质溶液和聚酯溶液按一定比例混合(比例1：1～1:5)，充分搅拌1～2天使混合均匀。
(4)静电纺丝加工
将上述混合溶液转移至注射器中，并安置于注射泵上，按照图1进行静电纺丝加工。其中，溶液的注射速率为0.5～4ml/h；注射针头内径为0.20～1.60mm，针头所接电压为5～20kv，其以2～5cm/s的速率进行左右往复扫描；接收器为一个旋转的金属圆棒，其直径为0.5～10mm，旋转速率为60～500rpm，且其连接一个高压电源，电压为0～-3kv。
(5)神经导管的后处理
静电纺丝加工结束之后，将金属圆棒和所接收的材料置于真空干燥箱中，真空干燥24h后脱模，并裁剪为长度5～60mm的神经导管。
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施案例一PLLA(聚乳酸)和猪来源去细胞神经基质(pDNM)复合神经导管的制备
(1)按上述方法将一定质量的pDNM溶于六氟异丙醇中，制备去细胞基质溶液。
(2)按上述方法将PLLA溶于2,2,2-三氟乙醇中，制备聚酯溶液；
(3)将去细胞基质溶液和聚酯溶液充分混合，使PLLA的最终浓度为7.5％w/v，pDNM的最终浓度为2.5％w/v；
(4)利用图1装置对混合溶液进行静电纺丝加工，得到了内径2000μm，厚度220μm左右的神经导管，其整体形貌如图2，为纤维堆积而成的多孔管状结构。
图2的神经导管内表面的微观结构如图3所示，为直径500nm左右和100nm左右的两种尺寸的纤维所组成，说明混合材料的成功制备。
本发明设计了特定方法可以在静电纺丝加工神经导管的过程中创造性地引进了去细胞基质，其在不影响神经导管的力学性能、缝合性能等基础上为其赋予了更强的生物功能性，可以更快速地促进神经的再生及功能化。静电纺丝加工而成的纳米纤维结构及去细胞基质中的复杂成分极大地模拟了天然神经生长环境中的结构和成分。此外，该方法可以通过调节去细胞基质而调整神经导管的功能性：如使用神经去细胞基质可以促髓鞘化，使用小肠粘膜下层去细胞基质则可以促血管化，这些功能都将及大地有利于周围神经缺损的修复。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种复合神经导管的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一，制备去细胞基质溶液；
步骤二，制备聚酯溶液；
步骤三，将步骤一中的去细胞基质溶液和步骤二中的聚酯溶液按一定比例混合，得到混合溶液；
步骤四，将步骤三中的混合溶液进行静电纺丝加工，得到神经导管。
2.根据权利要求1所述的复合神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤一中，取一定质量去细胞基质粉末，加入有机溶剂中，其质量浓度为1％-15％w/v，搅拌4～6天，随后置于温度-10～10℃的球磨机中以25～75Hz功率球磨5-10分钟，共2次；球磨完毕的溶液转移到离心管中，放入超高速离心机置于实验条件为5000～10000rpm的转速离心机中超速离心3～10分钟，吸取上层溶液备用，得到去细胞基质溶液。
3.根据权利要求2所述的复合神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤一中，去细胞基质的来源包括人、猪、牛等哺乳动物的脑、脊髓、神经、皮肤、小肠粘膜小层、脂肪等不同组织；有机溶剂包括2,2,2-三氟乙醇，六氟异丙醇。
4.根据权利要求1所述的复合神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤二中，取一定质量的可降解聚酯，溶于有机溶剂中，搅拌1～2天使其充分溶解，得到聚酯溶液。
5.根据权利要求4所述的复合神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤二中，可降解聚酯包括聚乳酸、聚乙醇酸，聚(D,L-乳酸-co-乙醇酸)，聚(D,L-乳酸-co-己内酯)，聚(D,L-乳酸-co-三亚甲基碳酸酯)；有机溶剂包括2,2,2-三氟乙醇，六氟异丙醇，氯仿，二氯甲烷。
6.根据权利要求1所述的复合神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤三中，将去细胞基质溶液和聚酯溶液按1：1～1:5比例混合，充分搅拌1～2天使混合均匀，得到混合溶液。
7.根据权利要求1所述的复合神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤四中，将混合溶液转移至注射器中，并安置于注射泵上，进行静电纺丝加工，溶液的注射速率为0.5～4ml/h；注射针头内径为0.20～1.60mm，针头所接电压为5～20kv，其以2～5cm/s的速率进行左右往复扫描；接收器为一个旋转的金属圆棒，其直径为0.5～10mm，旋转速率为60～500rpm，且其连接一个高压电源，电压为0～-3kv。
8.根据权利要求7所述的复合神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤四之后还包括步骤五，将金属圆棒和所接收的材料置于真空干燥箱中，真空干燥24h后脱模，并裁剪为长度5～60mm的神经导管。
9.一种复合神经导管，其特征在于，通过权利要求1至8中任一项所述方法制得。
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