CN117618657A - 一种超多孔水凝胶填充神经导管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超多孔水凝胶填充神经导管及其制备方法。本发明的超多孔水凝胶填充神经导管包括静电纺丝纤维中空导管和填充在静电纺丝纤维中空导管中的超多孔水凝胶。本发明提供的超多孔水凝胶填充基质不仅与天然组织的细胞外基质相似,有利于细胞的增殖和分化,还具有方向引导性的地形线索,促进细胞在其中的定向迁移行为。因此,本发明通过在中空神经导管中加入该种超多孔水凝胶填充基质,来促进轴突的再生与定向伸展,从而达到促进组织修复与神经功能恢复的目的。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域,具体是涉及一种超多孔水凝胶填充神经导管及其制备方法。
背景技术
周围神经属于人体神经系统的一部分,在大脑和身体其他部位之间的实时信息传输中发挥着重要作用。周围神经损伤指整个神经完全断裂,需进行手术才能恢复的情况。而当损伤间隙达到5-10mm以上时,直接缝合的方法往往会导致张力过大而抑制轴突再生,因此需要植入移植物来桥接神经近端与远端来修复断裂的神经组织。自体神经移植物作为神经修复的“金标准”在修复神经缺损中具有促进神经再生与神经功能恢复的作用,但因尺寸匹配问题,对供体区域神经会造成损伤等问题使得需要开发相应的材料来替代。
静电纺丝纤维导管用作神经移植物已经被证明具有良好的修复效果并用于临床修复中,但是这些神经导管只被推荐用于神经缺损间隙小于3cm的应用中,并且因为这些导管只是简单的空心管,在其内表面提供粗略的地形引导,缺乏与神经组织相匹配的微观结构,而这种微观结构影响着细胞的增殖和迁移,对与构建神经修复功能材料具有重要意义。
因此,将带有方向性引导线索的基质填充进中空导管可以成为神经损伤修复的一个理想策略。
发明内容
为解决现有技术中中空神经导管的修复能力弱,仅可以支持有限的神经再生和功能恢复的问题,本发明提供了一种超多孔水凝胶填充神经导管及其制备方法。本发明旨在通过添加填充基质的方式来解决上述问题,本发明提供的超多孔水凝胶填充基质不仅与天然组织的细胞外基质相似,有利于细胞的增殖和分化,还具有方向引导性的地形线索,促进细胞在其中的定向迁移行为。因此,本发明通过在中空神经导管中加入该种超多孔水凝胶填充基质,来促进轴突的再生与定向伸展,从而达到促进组织修复与神经功能恢复的目的。
本发明的目的之一是提供一种超多孔水凝胶填充神经导管,包括静电纺丝纤维中空导管和填充在静电纺丝纤维中空导管中的超多孔水凝胶。所述超多孔水凝胶填充神经导管具有较好的生物相容性,细胞增殖情况良好。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述超多孔水凝胶是由天然聚合物经交联所得;所述天然聚合物优选为壳聚糖、明胶、胶原、淀粉、纤维素、弹性蛋白、海藻酸钠中的至少一种,更优选为壳聚糖、明胶中的至少一种;和/或,
所述静电纺丝纤维中空导管的材料为高分子聚合物,优选为可溶解的脂肪族聚酯,更优选为聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸-羟基乙酸-己内酯共聚物中的至少一种。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述超多孔水凝胶具有纵向的多孔结构,纵向是指与静电纺丝纤维中空导管的中空通道一致的方向,所述超多孔水凝胶的孔径范围为10~400μm,优选为50~200μm;所述超多孔水凝胶的微孔分布均匀;和/或,所述超多孔水凝胶的孔隙率在50%以上;和/或,
所述静电纺丝纤维中空导管的内径为0.1~25mm,优选为0.5~15mm,更优选为0.5~5mm。
本发明的目的之二是提供一种本发明的目的之一的超多孔水凝胶填充神经导管的制备方法,包括:将天然聚合物溶液冷却结晶后冷冻干燥,然后进行交联制得超多孔水凝胶;再用静电纺丝纤维膜包裹所述超多孔水凝胶即得所述超多孔水凝胶填充神经导管;优选地,所述冷却结晶为纵向恒速冷却结晶。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述方法包括:将天然聚合物溶液冷却结晶后冷冻干燥去除剩余溶剂,然后进行交联制得超多孔水凝胶;再通过静电纺丝制备具有取向结构的静电纺丝纤维膜(纤维膜厚度优选100~500微米);最后用静电纺丝纤维膜包裹所述超多孔水凝胶即得所述超多孔水凝胶填充神经导管。
冷却结晶使天然聚合物溶液中的水和/或其他溶剂变成冰晶定向生长,冷冻干燥去除冰晶后形成多孔结构。
本发明的一种优选地实施方式中,
所述方法包括:
(1)将天然聚合物溶液注入一端封口的中空管状容器中;
(2)将步骤(1)中装有天然聚合物溶液的中空管状容器保持封口的一端朝下与水平方向垂直固定,然后在垂直方向上恒速下降逐渐浸没于液氮中冷却结晶;
(3)将步骤(2)中经冷却结晶的装有天然聚合物溶液的中空管状容器真空冷冻干燥去除残余溶剂,然后取出中空管状容器中冷冻干燥后的样品置于交联剂溶液中交联固化制得超多孔水凝胶;
(4)将高分子聚合物溶液进行静电纺丝,即可制得静电纺丝纤维膜;优选地,所述静电纺丝纤维膜具有取向结构;
(5)用步骤(4)中得到的静电纺丝纤维膜紧密包裹步骤(3)中得到的超多孔水凝胶,并用步骤(4)中的高分子聚合物溶液粘合,即得所述超多孔水凝胶填充神经导管。
本发明的一种优选地实施方式中,
步骤(1)中,
所述天然聚合物溶液是将天然聚合物溶于溶剂A中所得;优选地,
所述天然聚合物溶液中天然聚合物的质量分数为1~5wt%;和/或,
所述溶剂A为乙酸、水、六氟异丙醇、三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇、二氯甲烷中的至少一种;和/或,
所述中空管状容器为聚四氟乙烯管,优选所述中空管状容器的内径为0.1~25mm,优选为0.5~15mm;进一步优选地,所述一端封口的中空管状容器为将金属棒部分嵌套入聚四氟乙烯管的一端所得。
本发明的一种优选地实施方式中,
步骤(2)中,
所述装有天然聚合物溶液的中空管状容器在垂直方向上的下降速度为1~10mm/min,优选为1~5mm/min。
本发明的一种优选地实施方式中,
步骤(3)中,
所述交联剂溶液是将交联剂溶于溶剂B中所得;优选地,
所述交联剂溶液中交联剂的质量分数为0.1~50wt%,优选为0.1~10wt%;和/或,
所述交联剂为京尼平、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基丁二酰亚胺、甲醛、乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三偏磷酸钠、氯化钙溶液中的至少一种;和/或,
所述溶剂B为乙醇、水中的至少一种;和/或,
所述交联固化的温度为10~60℃,优选为15~40℃,时间为1~24小时。
本发明的一种优选地实施方式中,
步骤(4)中,
所述高分子聚合物溶液是将高分子聚合物溶于溶剂C所得;优选地,
所述高分子聚合物溶液中高分子聚合物的质量分数为5~20wt%;和/或,
所述溶剂C为六氟异丙醇、三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种,优选为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种,更优选为二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂。
本发明可优选采用如下具体制备方法:
步骤一:溶液的配制:配制质量分数为1wt%~5wt%的天然聚合物溶液;配制质量分数为5~20wt%,优选6%~15wt%的高分子聚合物溶液。
步骤二:模具的构建:根据设计要求购置相应尺寸的铜棒和聚四氟乙烯管。将铜棒切割成若干个1cm长的小段,再将聚四氟乙烯管切割成若干个等长的小管(可根据所需改变长度),将铜棒小段部分嵌套进小管中,同时留有一部分在小管外部。然后,通过注射器抽取步骤一中所制备的天然聚合物溶液,缓慢注入管中未被铜棒封口的另一端,该过程尽量避免内部产生气泡。
步骤三:液氮冷却结晶装置的搭建:取用推进器作为速度控制装置,将步骤二负载天然聚合物溶液的聚四氟乙烯小管保持封口的一端朝下垂直固定在推进器上,使其可以在垂直方向上恒速移动。
步骤四:超多孔水凝胶的制备:取烧杯或塑料杯作为盛装液氮的容器,在杯口处划一道线作为液氮恒容刻度线,并将其置于步骤三中所搭建的装置正下方。灌注液氮至划线处,调整推进器的起始位置至外端暴露铜棒在液氮上方4~5cm处,开启推进器,设置推进速度为1~10mm/min,优选1~5mm/min左右,让带有聚四氟乙小烯管的装置缓慢下降。直至聚四氟乙烯小管完全浸没于液氮中后,关闭推进器,取出聚四氟乙烯小管移至冷冻干燥机中,真空冷冻干燥直至聚四氟乙烯小管中的样品完全去除残余水分和/或其他溶剂。最后,将冷冻干燥后的样品加入交联剂溶液中交联固化制得超多孔水凝胶。
步骤五:静电纺丝纤维膜的制备:将步骤一中所制得的高分子聚合物溶液加入注射器中并安装固定在静电纺丝机的推进器上,设定针头与接收装置的距离为15cm,设置推进器速率为0.0167mL/min,环境温度控制在20-30℃,静电纺丝装置两极间电压设定为15-25kV。纺丝10-12h后,高分子聚合物纤维收集完毕,在通风橱中使残余溶剂挥发,即可制得内层有序取向的静电纺丝纤维膜。
步骤六:超多孔水凝胶填充神经导管制备:将步骤五中所制备的纤维膜裁成与步骤四中制备的水凝胶等长,再将裁剪后的纤维膜紧密包裹步骤四中所制备的水凝胶,间隙处用步骤一中的高分子聚合物溶液粘合后,在通风橱中晾干即得超多孔水凝胶填充神经导管。
本发明的目的之三是提供一种本发明的目的之二的制备方法所得的超多孔水凝胶填充神经导管。
水凝胶是亲水聚合物链的网络,由于其化学或物理交联而不被溶解,因此水可以渗透到聚合物链的网络之中,随后引起膨胀并形成水凝胶。因水凝胶的高含水量、可变的材料特性和生物相容性等被广泛用作细胞培养基质。并且其中还可以引入多种信号包括生物信号,机械信号,空间信号来调控细胞的行为。用壳聚糖或明胶等天然聚合物制备的水凝胶不仅本身具有良好的生物兼容性和生物活性,而且存在多种有助于多种细胞存活、增殖和功能实现的内源因子,更有利于细胞功能的实现。
静电纺丝是制备人工神经导管的简单方法,其制备的支架具有与天然细胞外基质相近的纳米结构,在组织工程修复中具有巨大的潜力。虽然利用高分子材料制备的神经导管解决了移植物尺寸匹配问题和来源问题,但它在神经组织修复与神经功能恢复方面仅表现出有限的作用。因此,在中空神经导管中加入本发明具有多孔结构的水凝胶基质后,显示出该基质具有纵向导向能力,能更好地促进诸如雪旺细胞等修复细胞的定向迁移,和轴突的再生与定向伸展。
本发明旨在解决轴突再生过程中紊乱生长导致神经功能恢复不全或完全丧失神经功能的问题,发明并设计了一种具有纵向多孔结构水凝胶填充的神经导管,这种纵向的多孔结构能够作为地形线索,引导和促进神经轴突的再生。在本发明中,通过静电纺丝装置制备了具有取向结构的纤维膜备用,再将天然聚合物溶液在液氮冷却结晶,通过冷冻干燥机去除剩余水分和/或其他溶剂,将冷冻干燥定型后的材料用交联剂交联以制备具有多孔结构的水凝胶。最后用纤维膜包裹在所制备的水凝胶外,形成具有引导轴突生长、促进组织再生后功能恢复的神经导管。
附图说明
图1为液氮冷却结晶装置示意图,其中1代表聚四氟乙烯管,2代表水凝胶溶液,3代表金属棒,4代表液氮;
图2为实施例1制备的超多孔水凝胶的扫描电镜图;
图3为实施例3制备的超多孔水凝胶的扫描电镜图;
图4为对比例1制备的水凝胶的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
本发明中实施例中所用原料均为常规市售原料。
本发明通过Image J软件处理超多孔水凝胶的扫描电镜图,标记孔洞位置,计算孔洞占整体面积的百分比即为超多孔水凝胶的孔隙率。
实施例1
步骤一:溶液的配制:取适量壳聚糖(Sigma-Aldrich;9012-76-4)溶于浓度为3%的乙酸溶液中,配制得质量分数为2.5wt%的壳聚糖溶液;再取适量明胶(Sigma-Aldrich;9000-70-8)溶于去离子水中,配制得质量分数为2.5wt%的明胶溶液;取所配制的壳聚糖与明胶溶液1:1等体积共混,得到壳聚糖/明胶混合溶液。将聚己内酯(Sigma-Aldrich;24980-41-4)溶于二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂(质量比为8:2)中,在室温下进行搅拌,配制得质量分数为12wt%的聚己内酯溶液。
步骤二:模具的构建:取直径为3mm的铜棒和内径3mm的聚四氟乙烯管。将铜棒切割成若干个1cm长的小段。再将聚四氟乙烯管切割成4cm长的小管,将铜棒部分嵌套进小管中,同时留有一部分在管外部。最后,通过注射器抽取步骤一中所制备的壳聚糖/明胶混合溶液,缓慢注入管中未被铜棒封口的另一端,该过程尽量避免内部产生气泡,壳聚糖/明胶混合溶液的注入高度为3cm。
步骤三:液氮冷却结晶装置的搭建:取用推进器作为速度控制装置,将步骤二负载壳聚糖/明胶混合溶液的聚四氟乙烯小管保持封口的一端朝下垂直固定在推进器上,使其可以在垂直方向上恒速移动。
步骤四:超多孔水凝胶的制备:取烧杯作为盛装液氮的容器,在杯口处划一道线作为液氮恒容刻度线,并将其置于步骤三中所搭建的装置正下方。灌注液氮至划线处,调整推进器的起始位置至外端暴露铜棒在液氮上方5cm处,开启推进器,设置推进速度为2mm/min,让带有聚四氟乙烯小管的装置缓慢下降。直至聚四氟乙烯小管完全浸没于液氮中后,关闭推进器,然后取出聚四氟乙烯小管移至冷冻干燥机中,真空冷冻干燥直至聚四氟乙烯小管中的样品质量不再减轻,即为完全去除残余水分和/或其他溶剂。最后,将冷冻干燥后的样品加入1%wt的京尼平乙醇溶液中25℃交联固化12小时,用去离子水洗涤3遍,制得孔径80-300μm的超多孔水凝胶,孔隙率为75%。所述超多孔水凝胶如图2所示,可以看出超多孔水凝胶具有连通的且方向一致的孔道。
步骤五:静电纺丝纤维膜的制备:将步骤一中所制得的聚己内酯溶液加入注射器中并安装固定在静电纺丝机的推进器上,设定针头与接收装置的距离为15cm,设置推进器速率为0.0167mL/min,环境温度控制在30℃,静电纺丝装置两极间电压设定为20kV。纺丝12h后,聚己内酯纤维收集完毕,在通风橱中使残余溶剂挥发,即可制得内层有序取向的静电纺丝纤维膜,纤维膜厚度为300μm。
步骤六:超多孔水凝胶填充神经导管制备:将步骤五中所制备的纤维膜裁成与步骤四中制备的水凝胶等长,再将裁剪后的纤维膜紧密包裹步骤四中所制备的水凝胶,间隙处用步骤一中的12wt%聚己内酯溶液粘合后,在通风橱中晾干即得超多孔水凝胶填充神经导管。
实施例2
步骤一:溶液的配制:取适量壳聚糖(Sigma-Aldrich;9012-76-4)溶于浓度为3%的乙酸溶液中,配制得质量分数为1.5wt%的壳聚糖溶液。将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(Macklin;34346-01-5)溶于六氟异丙醇中,在室温下进行搅拌,配制得质量分数为15wt%的聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液。
步骤二:模具的构建:取直径为3mm的铜棒和内径为3mm的聚四氟乙烯管。将铜棒切割成若干个1cm长的小段。再将聚四氟乙烯管切割成4cm长的小管,将铜棒部分嵌套进管中,同时留有一部分在管外部。最后,通过注射器抽取步骤一中所制备的壳聚糖溶液,缓慢注入管中未被铜棒封口的另一端,该过程尽量避免内部产生气泡,壳聚糖溶液的注入高度为3cm。
步骤三:液氮冷却结晶装置的搭建:取用推进器作为速度控制装置,将步骤二负载壳聚糖溶液的聚四氟乙烯小管保持封口的一端朝下垂直固定在推进器上,使其可以在垂直方向上恒速移动。
步骤四:超多孔水凝胶的制备:取烧杯作为盛装液氮的容器,在杯口处划一道线作为液氮恒容刻度线,并将其置于步骤三中所搭建的装置正下方。灌注液氮至划线处,调整推进器的起始位置至外端暴露铜棒在液氮上方5cm处,开启推进器,设置推进速度为8mm/min,让带有聚四氟乙烯小管的装置缓慢下降。直至聚四氟乙烯小管完全浸没于液氮中后,关闭推进器,然后取出聚四氟乙烯小管移至冷冻干燥机中,真空冷冻干燥直至聚四氟乙烯小管中的样品质量不再减轻,即为完全去除残余水分和/或其他溶剂。最后,将冷冻干燥后的样品加入3%wt的戊二醛水溶液中25℃交联固化1小时,用去离子水洗涤3遍,制得孔径50-200μm的超多孔水凝胶,孔隙率为70%,超多孔水凝胶具有连通的且方向一致的孔道。
步骤五:静电纺丝纤维膜的制备:将步骤一中所制得的聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液溶液加入注射器中并安装固定在静电纺丝机的推进器上,设定针头与接收装置的距离为15cm,设置推进器速率为0.0167mL/min,环境温度控制在25℃,静电纺丝装置两极间电压设定为15kV。纺丝12h后,聚乳酸-羟基乙酸共聚物纤维收集完毕,在通风橱中使残余溶剂挥发,即可制得内层有序取向的静电纺丝纤维膜,纤维膜厚度为300μm。
步骤六:超多孔水凝胶填充神经导管制备:将步骤五中所制备的纤维膜裁成与步骤四中制备的水凝胶等长,再将裁剪后的纤维膜紧密包裹步骤四中所制备的水凝胶,间隙处用步骤一中的15wt%聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液溶液粘合后,在通风橱中晾干,即得超多孔水凝胶填充神经导管。
实施例3
步骤一:溶液的配制:取适量明胶(Sigma-Aldrich;9000-70-8)溶于去离子水中,配制得质量分数为4wt%的明胶溶液。将聚己内酯(Sigma-Aldrich;24980-41-4)溶于三氟乙醇中,在室温下进行搅拌,配制得质量分数为12wt%的聚己内酯溶液。
步骤二:模具的构建:取直径为3mm的铜棒和内径为3mm的聚四氟乙烯管。将铜棒切割成若干个1cm长的小段。再将聚四氟乙烯管切割成4cm长的小管,将铜棒部分嵌套进管中,同时留有一部分在管外部。最后,通过注射器抽取步骤一中所制备的明胶溶液,缓慢注入管中未被铜棒封口的另一端,该过程尽量避免内部产生气泡,明胶溶液的注入高度为3cm。
步骤三:液氮冷却结晶装置的搭建:取用推进器作为速度控制装置,将步骤二负载明胶溶液的聚四氟乙烯小管保持封口的一端朝下垂直固定在推进器上,使其可以在垂直方向上恒速移动。
步骤四:超多孔水凝胶的制备:取烧杯作为盛装液氮的容器,在杯口处划一道线作为液氮恒容刻度线,并将其置于步骤三中所搭建的装置正下方。灌注液氮至划线处,调整推进器的起始位置至外端暴露铜棒在液氮上方4cm处,开启推进器,设置推进速度为5mm/min,让带有聚四氟乙烯小管的装置缓慢下降。直至聚四氟乙烯小管完全浸没于液氮中后,关闭推进器,然后取出聚四氟乙烯小管移至冷冻干燥机中,真空冷冻干燥直至聚四氟乙烯小管中的样品质量不再减轻,即为完全去除残余水分和/或其他溶剂。最后,将冷冻干燥后的样品加入1%wt的京尼平乙醇溶液中25℃交联固化20小时,用去离子水洗涤3遍,制得孔径50-200μm的超多孔水凝胶,孔隙率为60%,所述超多孔水凝胶如图3所示,可以看出超多孔水凝胶具有连通的且方向一致的孔道。
步骤五:静电纺丝纤维膜的制备:将步骤一中所制得的聚己内酯溶液加入注射器中并安装固定在静电纺丝机的推进器上,设定针头与接收装置的距离为15cm,设置推进器速率为0.0167mL/min,环境温度控制在20℃,静电纺丝装置两极间电压设定为15kV。纺丝10h后,聚己内酯纤维收集完毕,在通风橱中使残余溶剂挥发,即可制得内层有序取向的静电纺丝纤维膜,纤维膜厚度为300μm。
步骤六:超多孔水凝胶填充神经导管制备:将步骤五中所制备的纤维膜裁成与步骤四中制备的水凝胶等长,再将裁剪后的纤维膜紧密包裹步骤四中所制备的水凝胶,间隙处用步骤一的12wt%聚己内酯溶液粘合后,在通风橱中晾干,即得超多孔水凝胶填充神经导管。
对比例1
步骤一:溶液的配制:取适量明胶(Sigma-Aldrich;9000-70-8)溶于去离子水中,配制得质量分数为4wt%的明胶溶液。
步骤二:模具的构建:取直径为3mm的铜棒和内径为3mm的聚四氟乙烯管。将铜棒切割成若干个1cm长的小段。再将聚四氟乙烯管切割成4cm长的小管,将铜棒部分嵌套进管中,同时留有一部分在管外部。最后,通过注射器抽取步骤一中所制备的明胶溶液,缓慢注入管中未被铜棒封口的另一端,该过程尽量避免内部产生气泡,明胶溶液的注入高度为3cm。
步骤三:将步骤二负载明胶溶液的聚四氟乙烯小管保持封口的一端朝下直接一次性垂直迅速没入液氮中,然后取出聚四氟乙烯小管移至冷冻干燥机中,真空冷冻干燥直至聚四氟乙烯小管中的样品质量不再减轻,即为完全去除残余水分和/或其他溶剂。最后,将冷冻干燥后的样品加入1%wt的京尼平乙醇溶液中25℃交联固化20小时,用去离子水洗涤3遍,制得如图4所示的水凝胶,由图4可以看出,水凝胶的孔道方向是无规的。
由实施例1-3、对比例1及图2-4可看出,本发明将装有天然聚合物溶液的中空管状容器在垂直方向上恒速下降逐渐浸没于液氮中冷却结晶,可以使水在垂直方向逐渐形成冰晶,冻干后在垂直方向形成连通的孔道;若直接将装有天然聚合物溶液的中空管状容器一次性垂直迅速置于液氮中,水形成的冰晶是各个方向的,冻干后形成的孔道方向也是无规的。
Claims (10)
1.一种超多孔水凝胶填充神经导管,包括静电纺丝纤维中空导管和填充在静电纺丝纤维中空导管中的超多孔水凝胶。
2.如权利要求1所述的超多孔水凝胶填充神经导管,其特征在于:
所述超多孔水凝胶是由天然聚合物经交联所得;所述天然聚合物优选为壳聚糖、明胶、胶原、淀粉、纤维素、弹性蛋白、海藻酸钠中的至少一种;和/或,
所述静电纺丝纤维中空导管的材料为高分子聚合物,优选为可溶解的脂肪族聚酯,更优选为聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸-羟基乙酸-己内酯共聚物中的至少一种。
3.如权利要求1所述的超多孔水凝胶填充神经导管,其特征在于:
所述超多孔水凝胶的孔径范围为10~400μm,优选为50~200μm;和/或,所述超多孔水凝胶的孔隙率在50%以上;和/或,
所述静电纺丝纤维中空导管的内径为0.1~25mm,优选为0.5~15mm。
4.一种如权利要求1-3任一所述的超多孔水凝胶填充神经导管的制备方法,包括:将天然聚合物溶液冷却结晶后冷冻干燥,然后进行交联制得超多孔水凝胶;再用静电纺丝纤维膜包裹所述超多孔水凝胶即得所述超多孔水凝胶填充神经导管。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于所述方法包括:
(1)将天然聚合物溶液注入一端封口的中空管状容器中;
(2)将步骤(1)中装有天然聚合物溶液的中空管状容器保持封口的一端朝下与水平方向垂直固定,然后在垂直方向上恒速下降逐渐浸没于液氮中冷却结晶;
(3)将步骤(2)中经冷却结晶的装有天然聚合物溶液的中空管状容器真空冷冻干燥去除残余溶剂,然后取出中空管状容器中冷冻干燥后的样品置于交联剂溶液中交联固化制得超多孔水凝胶;
(4)将高分子聚合物溶液进行静电纺丝,即可制得静电纺丝纤维膜;
(5)用步骤(4)中得到的静电纺丝纤维膜紧密包裹步骤(3)中得到的超多孔水凝胶,并用步骤(4)中的高分子聚合物溶液粘合,即得所述超多孔水凝胶填充神经导管。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中,
所述天然聚合物溶液是将天然聚合物溶于溶剂A中所得;优选地,
所述天然聚合物溶液中天然聚合物的质量分数为1~5wt%;和/或,
所述溶剂A为乙酸、水、六氟异丙醇、三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇、二氯甲烷中的至少一种;和/或,
所述中空管状容器为聚四氟乙烯管,优选所述中空管状容器的内径为0.1~25mm,优选为0.5~15mm。
7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:
步骤(2)中,
所述装有天然聚合物溶液的中空管状容器在垂直方向上的下降速度为1~10mm/min。
8.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:
步骤(3)中,
所述交联剂溶液是将交联剂溶于溶剂B中所得;优选地,
所述交联剂溶液中交联剂的质量分数为0.1~50wt%;和/或,
所述交联剂为京尼平、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基丁二酰亚胺、甲醛、乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三偏磷酸钠、氯化钙溶液中的至少一种;和/或,
所述溶剂B为乙醇、水中的至少一种;和/或,
所述交联固化的温度为10~60℃,优选为15~40℃,时间为1~24小时。
9.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:
步骤(4)中,
所述高分子聚合物溶液是将高分子聚合物溶于溶剂C所得;优选地,
所述高分子聚合物溶液中高分子聚合物的质量分数为5~20wt%;和/或,
所述溶剂C为六氟异丙醇、三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种,优选为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种,更优选为二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂。
10.一种如权利要求4-9任一所述的制备方法所得的超多孔水凝胶填充神经导管。
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