CN213346171U - 一种复层神经导管 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种复层神经导管，包括：中空的管体层，和填充于管体内的海绵状纳米纤维结构层，海绵状纳米纤维结构层的内部分布有多个第一孔隙；管体层的管壁具有远离海绵状纳米纤维结构层的外表面，管壁的外表面以及内部分布有多个第二孔隙，且分布于外表面的第二孔隙中至少部分是开放的孔。本申请提供的复层神经导管，能够有效避免管体在使用过程中塌陷，并且内层海绵状的多孔结构有利于神经细胞再生长入，还能更好的仿生细胞外基质环境，促进受损神经细胞再生，外表面至少部分开放的孔，更有利于吸附氧气和小分子营养物质穿过，及时地为受损神经细胞提供氧气和营养物质，保证营养物质的内外交换，并同时有效阻止成纤维细胞通过。

Description

一种复层神经导管

技术领域

本申请涉及组织工程和生物制造技术领域，具体涉及一种复层神经导管。

背景技术

已经上市的国内外神经修复产品，多为纤维支架或中空的管状结构。

其中，管状结构在使用时，容易出现在神经尚未连接过程中导管塌陷的情况，进而阻碍了神经再生通道，特别是对于需要更长时间修复的大缺损神经，一旦出现塌陷将严重阻碍缺损神经的修复再生。

而纤维支架为了能够有效引导神经细胞生长，通常具有较大的孔隙或通道，而单独使用的纤维支架没有阻隔作用，容易导致成纤维细胞粘附长入，同样阻碍了神经细胞的再生。

同时，现有的胶原导管，为避免细胞粘附，其侧壁通常具有致密、光滑的屏障外表面，尽管该结构能够有利于缺损神经细胞以外的成纤维细胞长入，但不利于氧气和小分子营养物质附着并进入，同样不利于受损的神经细胞生长。

现有技术中提供了一些内部填充了纤维材料的神经修复导管，例如专利CN104739473A中在管状的纳米纤维膜内包裹长的纳米纤维纱线，用于引导细胞线性生长。但上述方案中，外层的纳米纤维膜表面仍是致密光滑的，并且内层的纳米纤维纱线虽然能够引导神经细胞线性生长，却无法提供更好的仿生细胞外基质环境。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请旨在提供一种有效防止塌陷，利于氧气和小分子营养物质附着传输，并且更好的放生细胞外基质环境的复层神经导管，该复层神经导管包括：

中空的管体层，和填充于所述管体内的海绵状纳米纤维结构层，所述海绵状纳米纤维结构层的内部分布有多个第一孔隙；所述管体层的管壁具有远离所述海绵状纳米纤维结构层的外表面，所述管壁的外表面以及内部分布有多个第二孔隙，且分布于所述外表面的第二孔隙中至少部分是开放的孔。

本申请提供的复层神经导管，相较于现有的单层导管，其内部填充的海绵状纳米纤维结构层能够对管体起到支撑作用，有效防止管体在使用过程中塌陷，并且海绵状纳米纤维结构层作为整体的三维支撑结构，相较于独立的丝状纳米纤维结构具有更好的防塌陷效果，同时，内层海绵状的多孔结构有利于神经细胞再生长入，并且还能更好的仿生细胞外基质环境，促进受损神经细胞再生。

并且，复层神经导管外层的管体层，其内部多孔的结构有利于提高其吸水性，并且其外层的管体层管壁外表面至少部分开放的孔，更有利于吸附氧气和小分子营养物质穿过，及时地为受损神经细胞提供氧气和营养物质。优选的，管壁的外表面同时具有开放的孔和闭合的孔，可以理解为半开孔结构。

进一步地，所述第一孔隙的平均孔径大于20微米且小于100微米。如此可以为细胞长入提供条件，并使得内层的海绵状纤维结构能够促进细胞黏附、生长、增殖、分化和迁移。

优选的，第一孔隙的平均孔径大于第二孔隙的平均孔径，以防止成纤维细胞长入，阻碍神经细胞的生长。

进一步地，所述第二孔隙的平均孔径小于20微米。具有上述平均孔径的管壁能够保证营养物质的内外交换，并同时有效阻止成纤维细胞通过。

更进一步地，所述第二孔隙的平均孔径大于等于10微米。优选的，位于管壁外表面的第二孔隙的平均孔径为10-15微米，位于内部的第二孔隙的平均孔径小于20微米且大于等于10微米。

具有上述平均孔径的管体层，在能够有效吸收粘附氧气和小分子营养物质的同时，还可以同时起到阻隔和提高力学强度的作用。

进一步地，所述管壁的孔隙率为50％-70％，较高的孔隙率有利于氧和营养物质向管壁内部的渗透和扩散。

进一步地，所述海绵状纳米纤维结构层包括分散在多个第一孔隙间的纳米纤维片。如此可在管体内部形成具有微孔隙和纳米纤维片的仿生组织工程支架，能够更好地仿生细胞外基质结构。

优选的，所述纳米纤维片由静电纺丝制得的纳米纤维膜裁剪后，加入至胶原浆液中，均质，灌入管体层内冻干获得。更优选地，纳米纤维片质量和胶原质量比为0.5:1。

进一步地，所述纳米纤维片中纳米纤维的直径为300-500nm。

进一步地，所述管体层的材质采用生物降解材料，所述海绵状纳米纤维结构层的材质采用生物降解材料和合成高分子材料的混合物。

进一步地，所述生物降解材料选胶原、壳聚糖、海藻酸钠、明胶、丝素蛋白、透明质酸、纤维蛋白原和白蛋白中的一种或多种；所述合成高分子材料选自聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚癸二酸丙三醇酯和聚乙二醇中的一种或多种。

优选的，所述管体层的材质采用胶原和壳聚糖，所述海绵状纳米纤维结构层的材质采用胶原和聚乳酸。

优选的，所述管体层采用以下方法获得：将胶原和壳聚糖用酸溶液溶解，制备总浓度80-130mg/ml的混合浆液；将所述混合浆液于2-5℃下静置至少20h，使其充分溶胀；将溶胀后的混合浆液冷冻干燥，交联。

进一步地，所述管壁的厚度为0.1-1mm；所述管体层的内径为1-30mm；所述复层神经导管的长度为0.5-50mm。

通过本申请能够带来如下有益效果：

本申请提供的复层神经导管，相较于现有的单层导管，能够有效避免管体在使用过程中塌陷，并且内层海绵状的多孔结构有利于神经细胞再生长入，还能更好的仿生细胞外基质环境，促进受损神经细胞再生。其外层的管体层管壁外表面至少部分开放的孔，更有利于吸附氧气和小分子营养物质穿过，及时地为受损神经细胞提供氧气和营养物质，保证营养物质的内外交换，并同时有效阻止成纤维细胞通过。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为一种复层神经导管实施例的截面结构示意图；

图中：1、管体层；2、海绵状纤维结构层；3、第一孔隙；4、第二孔隙。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的实施例提供了一种复层神经导管，该复层神经导管能够有效防止塌陷，利于氧气和小分子营养物质附着传输，并且更好的放生细胞外基质环境。如图1所示，该复层神经导管包括：

管体层1和海绵状纳米纤维结构层2，其中管体层1是中空的管状，并且海绵状纳米纤维结构层2填充于管体层1中空的管内，并且海绵状纳米纤维结构层2为多孔结构，其内部分布有多个第一孔隙3。其中，向管体层1的管内填充海绵状纳米纤维结构层2能够对管体层1起到支撑作用，并有效防止管体层1在使用过程中塌陷，并且海绵状纳米纤维结构层2可以作为整体的三维支撑结构，相较于独立的丝状纳米纤维结构具有更好的防塌陷效果，同时，内层海绵状的多孔结构有利于神经细胞再生长入，并且还能更好的仿生细胞外基质环境，促进受损神经细胞再生。

如图1所示，管体层1的管壁具有远离海绵状纳米纤维结构层2的外表面，管壁的外表面以及内部分布有多个第二孔隙4，且分布于外表面的第二孔隙4中至少部分是开放的孔。管壁外表面至少部分开放的孔，更有利于吸附氧气和小分子营养物质穿过，及时地为受损神经细胞提供氧气和营养物质。优选的，管壁的外表面同时具有开放的孔和闭合的孔，可以理解为半开孔结构。而表面及内部分布有多个第二孔隙4的管体层1也具有多孔结构，并且其内部多孔的结构有利于提高其吸水性，其中图1仅示出了位于外表面的开放的第二孔隙4，位于管壁内部的第二孔隙未示出。

其中，海绵状纤维结构层2内第一孔隙3的平均孔径大于20微米且小于100微米。如此可以为细胞长入提供条件，并使得内层的海绵状纤维结构能够促进细胞黏附、生长、增殖、分化和迁移。优选的，第一孔隙3的平均孔径大于第二孔隙4的平均孔径，以防止成纤维细胞长入，阻碍神经细胞的生长。

其中，管体层1表面及内部第二孔隙4的平均孔径小于20微米，以保证营养物质的内外交换，并同时有效阻止成纤维细胞通过。在优选的实施方式中，第二孔隙4的平均孔径大于等于10微米。优选的，位于管壁外表面的第二孔隙4的平均孔径为10-15微米，位于管壁内部的第二孔隙4的平均孔径小于20微米且大于等于10微米。具有上述平均孔径的管体层1，在能够有效吸收粘附氧气和小分子营养物质的同时，还可以同时起到阻隔和提高力学强度的作用。

优选地，管体层1的管壁的孔隙率为50％-70％，较高的孔隙率有利于氧和营养物质向管壁内部的渗透和扩散。

其中，海绵状纳米纤维结构层2包括分散在多个第一孔隙3间的纳米纤维片。如此可在管体内部形成具有微孔隙和纳米纤维片的仿生组织工程支架，能够更好地仿生细胞外基质结构。优选的，纳米纤维片由静电纺丝制得的纳米纤维膜裁剪后，加入至胶原浆液中，均质，灌入管体层内冻干获得。更优选地，纳米纤维片质量和胶原质量比为0.5:1。其中，纳米纤维片中纳米纤维的直径为300-500nm。

在优选的实施方式中，管体层1的材质采用生物降解材料，海绵状纳米纤维结构层2的材质采用生物降解材料和合成高分子材料的混合物。其中，生物降解材料选胶原、壳聚糖、海藻酸钠、明胶、丝素蛋白、透明质酸、纤维蛋白原和白蛋白中的一种或多种；合成高分子材料选自聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚癸二酸丙三醇酯和聚乙二醇中的一种或多种。

优选的，管体层1的材质采用胶原和壳聚糖，海绵状纳米纤维结构层2的材质采用胶原和聚乳酸。

优选的，管体层1采用以下方法获得：将胶原和壳聚糖用酸溶液溶解，制备总浓度80-130mg/ml的混合浆液；将混合浆液于2-5℃下静置至少20h，使其充分溶胀；将溶胀后的混合浆液冷冻干燥，交联。

在一种实施方式中，上述实施例提供的复层神经导管采用以下方法制备：

一、管体层1的制备：

步骤1:将从牛跟腱中提取的I型胶原蛋白，以及脱乙酰度80％-95％且粘度50-800mPa·S的壳聚糖，分别研磨成粉末备用；

步骤2：用摩尔浓度为0.5M的醋酸溶液同时将I型胶原蛋白和壳聚糖溶解，获得混合浆液，调节混合浆液的总浓度为80-130mg/ml；

步骤3：将混合浆液置于4℃的冰箱静止24-48h，使混合浆液充分溶胀；

步骤4：将溶胀后的混合浆液注入管形模具；

步骤5：采用以下程序性冷冻干燥：

步骤6：高温真空交联：-0.09MPa、温度为10512℃，24h。

二、海绵状纳米纤维层2的制备：

步骤a：将分子量为100k-200kDa的聚乳酸溶于三氟乙酸，制得纺丝溶液，静电纺丝形成纳米纤维膜，其中静电纺丝的条件为：静电高压20kV，接收距离20cm，推进速度1.8ml/h，纺丝时间90min；将纳米纤维膜于40℃下真空干燥24h，裁剪成尺寸为(5-10)mm×(5-10mm)的纳米纤维片；

步骤b：以0.05M醋酸溶解I型胶原蛋白至胶原浓度5mg/ml，加入裁剪后的纳米纤维片，且纳米纤维片质量和胶原的质量比为0.5:1，在均质机中以13000r.p.m.均质混合15min，获得纳米纤维分散液；利用注射器将纳米分散液注入至管体层1中，纳米分散液的注入量以另一端有少量分散液露出为宜；冷冻干燥后，在-0.09MPa、温度为10512℃下高温真空交联24h，获得复层神经修复导管，其中，冷冻干燥的步骤包括先在-40℃冰箱中速冻不少于4h，在采用如上述程序性冷冻干燥步骤进行。

在一种实施方式中，上述方法制备的复层神经导管，管体层1中管壁的厚度为0.1-1mm；管体层1的内径为1-30mm；复层神经导管的长度为0.5-50cm。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种复层神经导管，其特征在于，包括：

中空的管体层，和填充于所述管体层内的海绵状纳米纤维结构层，所述海绵状纳米纤维结构层的内部分布有多个第一孔隙；

所述管体层的管壁具有远离所述海绵状纳米纤维结构层的外表面，所述管壁的外表面以及内部分布有多个第二孔隙，且分布于所述外表面的第二孔隙中至少部分是开放的孔。

2.根据权利要求1所述的复层神经导管，其特征在于，所述第一孔隙的平均孔径大于20微米且小于100微米。

3.根据权利要求1或2所述的复层神经导管，其特征在于，所述第二孔隙的平均孔径小于20微米。

4.根据权利要求3所述的复层神经导管，其特征在于，所述第二孔隙的平均孔径大于等于10微米。

5.根据权利要求1所述的复层神经导管，其特征在于，所述管壁的孔隙率为50％-70％。

6.根据权利要求1所述的复层神经导管，其特征在于，所述海绵状纳米纤维结构层包括分散在多个第一孔隙间的纳米纤维片。

7.根据权利要求6所述的复层神经导管，其特征在于，所述纳米纤维片中纳米纤维的直径为300-500nm。

8.根据权利要求1所述的复层神经导管，其特征在于，所述管体层的材质采用生物降解材料，所述海绵状纳米纤维结构层的材质采用生物降解材料和合成高分子材料的混合物。

9.根据权利要求8所述的复层神经导管，其特征在于，所述生物降解材料选胶原、壳聚糖、海藻酸钠、明胶、丝素蛋白、透明质酸、纤维蛋白原和白蛋白中的一种或多种；所述合成高分子材料选自聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚癸二酸丙三醇酯和聚乙二醇中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的复层神经导管，其特征在于，所述管壁的厚度为0.1-1mm；所述管体层的内径为1-30mm；所述复层神经导管的长度为0.5-50mm。

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