CN111450318B - 光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物医学工程领域，公开了一种光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管及其制备方法与应用。本发明将4‑(4‑羟基甲基‑2‑甲氧基‑5‑硝基苯氧基)丁酸甲酯(ONB)接枝到壳聚糖上制备得到ONB修饰的壳聚糖，然后制备得到本发明壳聚糖神经导管。在波长为365～405nm的蓝光光照条件下，本发明壳聚糖神经导管可以通过醛基与神经组织表面的氨基共价结合，进而与神经组织紧密结合，避免了因采用缝合等侵入性技术植入神经导管而导致的继发性组织损伤、微生物感染、液体或空气泄漏以及由于组织与固定装置之间的不匹配而导致的组织整合不充分和恢复后外观不完美等后果，在临床上达到良好的神经修复效果。

Description

光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及生物医学工程领域，尤其涉及一种光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管及其制备方法与应用。
背景技术
周围神经损伤是常见的严重损伤，每年影响2.8％的创伤患者，一般导致终身残疾。周围神经损伤的修复已经尝试了许多不同的方法，其中利用人工神经导管治疗周围神经损伤已经在临床取得了显著成果。常见的人工神经导管，如硅胶管，壳聚糖导管，丝素导管等，都需要通过使用缝合线、缝合钉等传统侵入性技术，植入患者体内。然而，这些方法会导致继发性组织损伤，微生物感染，液体或空气泄漏、渗漏，以及由于组织与固定装置之间的不匹配而导致的组织整合不充分和恢复后外观不完美等后果。故亟待开发一种无需缝合就能够与神经组织结合紧密的神经导管。
发明内容
本发明的目的是提供一种光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管及其制备方法与应用，制备的壳聚糖神经导管可以在光照条件下与受损神经组织紧密结合，能达到良好的神经修复效果。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管的制备方法，包括以下步骤：
1)将壳聚糖溶解于弱酸溶液中，得到壳聚糖溶液；所述壳聚糖溶液中壳聚糖的浓度为1～5wt％；
2)在所述壳聚糖溶液中加入ONB，室温下避光搅拌至完全溶解，反应23～25h，得反应液将所述反应液透析2～4天，冻干后得到ONB修饰的壳聚糖；所述ONB为4-(4-羟基甲基-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸甲酯；
3)将所述ONB修饰的壳聚糖溶解于弱酸溶液中，得到ONB修饰的壳聚糖溶液；所述ONB修饰的壳聚糖溶液中ONB修饰的壳聚糖的浓度为1～5wt％；
4)在所述ONB修饰的壳聚糖溶液中加入京尼平并搅拌溶解，然后注入模具中，23～25h后将模具内成型的制品取出，清洗去除杂质，在避光条件下冷冻干燥，得到光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管。
优选的，所述弱酸溶液为醋酸溶液，所述醋酸溶液的浓度为2wt％。
优选的，所述壳聚糖溶液中壳聚糖的浓度5wt％。
优选的，步骤2)中，所述壳聚糖溶液与所述ONB的用量比为100mL：0.2～2g。
优选的，步骤2)中，所述壳聚糖溶液与所述ONB的用量比为100mL:2g。
优选的，步骤4)中，所述ONB修饰的壳聚糖溶液与京尼平的用量比为100mL：0.1g。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管。
本发明还提供了一种上述光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管在桥连神经组织中的应用，所述光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管在波长为365～405nm蓝光照射条件下与神经组织紧密结合。
与现有技术相比，本发明通过将4-(4-羟基甲基-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸甲酯(ONB)接枝到壳聚糖上制备得到ONB修饰的壳聚糖，然后制备成本发明壳聚糖神经导管。在波长为365～405nm的蓝光照射条件下，本发明壳聚糖神经导管上接枝的ONB的羟基转变为醛基，进而本发明壳聚糖神经导管可以通过该醛基与神经组织表面的氨基共价结合，实现与神经组织紧密结合，有效避免手术缝合线使用，避免了因采用缝合等侵入性技术植入神经导管而导致的继发性组织损伤、微生物感染、液体或空气泄漏以及由于组织与固定装置之间的不匹配而导致的组织整合不充分和恢复后外观不完美等后果，在临床上达到良好的神经修复效果。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
实施例1
将1g壳聚糖溶解于100mL浓度为2wt％的醋酸溶液中，再加入0.2g的4-(4-羟基甲基-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸甲酯(ONB)，室温下避光搅拌至完全溶解，反应24h，反应结束后，将反应得到的混合物在去离子水中透析3天，经冻干得到ONB修饰的壳聚糖。取1gONB修饰的壳聚糖溶解于100mL浓度为2wt％的醋酸溶液中，后加入0.1g京尼平并搅拌溶解，再将搅拌溶解后得到的混合物注入模具中，24h后，将模具内成型的制品取出，用水浸泡清洗30min，去除杂质，在避光条件下冷冻干燥，得到本实施例光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管。
实施例2
将5g壳聚糖溶解于100mL浓度为2wt％的醋酸溶液中，再加入2g的4-(4-羟基甲基-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸甲酯(ONB)，室温下避光搅拌至完全溶解，反应24h，反应结束后，将反应得到的混合物在去离子水中透析3天，经冻干得到ONB修饰的壳聚糖。取5g ONB修饰的壳聚糖溶解于100mL浓度为2wt％的醋酸溶液中，后加入0.1g京尼平并搅拌溶解，再将搅拌溶解后得到的混合物注入模具中，24h后，将模具内成型的制品取出，用水浸泡清洗30min，去除杂质，在避光条件下冷冻干燥，得到本实施例光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管。
实施例3
将5g壳聚糖溶解于100mL浓度为2wt％的醋酸溶液中，再加入0.2g的4-(4-羟基甲基-2-甲氧基-5-硝基苯氧基)丁酸甲酯(ONB)，室温下避光搅拌至完全溶解，反应24h，反应结束后，将反应得到的混合物在去离子水中透析3天，经冻干得到ONB修饰的壳聚糖。取5gONB修饰的壳聚糖溶解于100mL浓度为2wt％的醋酸溶液中，后加入0.1g京尼平并搅拌溶解，再将搅拌溶解后得到的混合物注入模具中，24h后，将模具内成型的制品取出，用水浸泡清洗30min，去除杂质，在避光条件下冷冻干燥，得到本实施例光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管。
测试例
将普通临床丝素神经导管作为对照品，利用实施例1～3得到的光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管和对照品普通临床丝素神经导管进行细胞毒性测试以及与神经组织的粘合效果测试，测试结果见表1。
细胞毒性测试具体为：将L929细胞滴加在神经导管上，培养24h后进行通过MMT法检测细胞存活率。
与神经组织粘合效果测试具体为：将大鼠坐骨神经取出，放入神经导管中，利用405nm蓝光(光照强度为10mW/cm2)照射10min，通过拉力测试仪检测神经与神经导管的粘合强度。
表1
样品 实施例一 实施例二 实施例三 对照品
粘合强度(kPa) 10 30 15 <0.1
细胞存活率 >95％ >95％ >95％ >95％
壳聚糖神经导管与神经组织的粘合强度由导管含纤维度和ONB的修饰程度决定。由表1可知，实施例1～3得到的光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管细胞存活率均大于95％，其中，实施例2得到的壳聚糖神经导管的粘合强度达到30kPa，高于实施例1和3得到的壳聚糖神经导管的粘合强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管的制备方法，包括以下步骤：
1）将壳聚糖溶解于弱酸溶液中，得到壳聚糖溶液；所述壳聚糖溶液中壳聚糖的浓度为5wt%；
2）在所述壳聚糖溶液中加入ONB，室温下避光搅拌至完全溶解，反应23~25h，得反应液，将所述反应液透析2~4天，冻干后得到ONB修饰的壳聚糖；所述ONB为4-（4-羟基甲基-2-甲氧基-5-硝基苯氧基）丁酸甲酯；所述壳聚糖溶液与所述ONB的用量比为100mL:2g；
3）将所述ONB修饰的壳聚糖溶解于弱酸溶液中，得到ONB修饰的壳聚糖溶液；所述ONB修饰的壳聚糖溶液中ONB修饰的壳聚糖的浓度为5wt%；
4）在所述ONB修饰的壳聚糖溶液中加入京尼平并搅拌溶解，然后注入模具中，23~25h后将模具内成型的制品取出，清洗去除杂质，在避光条件下冷冻干燥，得到光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管；所述光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管可用于在365~405nm蓝光照射条件下与神经组织紧密结合。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述弱酸溶液为醋酸溶液，所述醋酸溶液的浓度为2wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述ONB修饰的壳聚糖溶液与京尼平的用量比为100mL：0.1g。
4.根据权利要求1~3任一项所述制备方法制备得到的光照桥连神经组织的壳聚糖神经导管。
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