TWI319980B - Laminin-modified conduit for nerve regeneration and methods of manufacturing the conduit and regenerating nerves using the conduit - Google Patents

Laminin-modified conduit for nerve regeneration and methods of manufacturing the conduit and regenerating nerves using the conduit Download PDF

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TWI319980B
TWI319980B TW096110220A TW96110220A TWI319980B TW I319980 B TWI319980 B TW I319980B TW 096110220 A TW096110220 A TW 096110220A TW 96110220 A TW96110220 A TW 96110220A TW I319980 B TWI319980 B TW I319980B
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Description

1319980 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明屬於哺乳動物神經再生之領域。更特定而言,本 發明揭示一種用於促進跨越神經斷裂兩端間之間隙之神經再 生之中空導管。本發明亦揭示製造及使用該導管之方法。 【先前技術】 神經再生是一種複雜的生物現象。成熟的神經不再複 製,也就是不再進行細胞分裂。神經系統一旦受損即十分難 1 以復元,且身體其他部分可能衰竭。在週邊神經系統(pNs) 中,若損傷較小,神經可自行再生。雖然成人1>1^8在受傷後 可再生,其並非均能造成功能復元。這主要是由於再生軸突 . 誤導向不當之標的。當神經被大於1公分長度之間隙分隔時, ' 缺乏特定導引之軸突可能會向後生長至近端之神經殘根,進 入不當之神經内衣或形成神經瘤。在所有上述情況下,受損 軸突之再生可能費時數月。為了增加軸突再生及功能復元之 丨月b性’曾使用諸多策略。這些策略包括植入自體移植物、 同種異體移植物、異種移植物、及填充有許旺細胞(sc)之 管狀物。自體移植可能產生一些問題,包括:供應處發病、 供應處遠端之除神經、神經瘤形成、以及適合收取神經之處 有限的事實。該等缺點導致了人工神經移植物的開發。 研究集中於創造管狀物,或神經導引物,以在CNS (中 樞神經系統)及PNS中橋接截斷神經間之間隙。在發表至今 之諸多管接再生術(entubulation)研究中,已在PNS中達到 某些最佳結果(S. E· Mackinnon and A. L. Dellon,P/似价 HC0008Tff 5 1319980
Reconstructive Surg, 85: 419-24 (1990); M. F. Meek et al., Microsurgery,\9: 247-53 (1999); S. T. Li et al., Clin Mater, 9: ·- 195-200 (1992))。除了生物可降解性及生物可相容性的問題 ' 外,亦確立了導管的各種物理特性,如導管之直徑及長度、 管腔表面之微幾何學、及管壁之多孔性及可通透性之影響性。 將培養之SC導入合成神經移植物之管腔中促進了週邊 神經的再生(V. Guenard et al” J 12: 3310-20 J (1992))。為了使SC在移植物中存活,必須使其附著,因為附 • 著是SC存活及增生的先決要件。層黏蛋白(iaminin)是一種 細胞外基質蛋白,係於神經再生中使SC附著之可用蛋白質。 層黏蛋白可與SC表面之整合素(integrin)交互作用而支援 • SC附著及增生。Madison等人揭示使用一種生物可吸收性神 v 經導引物以加速小鼠中之軸突再生,該導引物係以含層黏蛋 白之凝膠充填(Madison et al.,五;pm•騰汾a/ 88: 767-772 (1985))。然而,製造以該等促進劑充填之管狀物係相 φ 當昂貴且冗長之過程。Rangappa等人揭示使用一種以平行排 . 列之層黏蛋白包覆聚(1-乳酸)纖維絲充填之神經導引物,以誘 發健全的神經突生長並提供方位導向(N_ Rangappa et ai,j 历州〜施你及烈,51: 625-34 (2000))。然而,該等纖維絲在導 • 引通道内的排列不規則且難以複製。美國第4,963,140及 5,019,087號專利揭示一種用於在活體内促進斷裂之哺乳動物 神經再生之中空導管,其管壁包括〗型膠原蛋白及含層黏蛋白 之材料,以及製備該等導管之方法。該等方法包括下列步驟: 形成一包含I型膠原蛋白及含層黏蛋白材料之分散液;添加沉 HC0008TW 6 1319980 旋轉軸接觸沉殿物以形成管狀之夥 殿劑至該分散液;及以一 原蛋白薄骐。 1不生物%境與人卫材料間之交互作用最可能取決 :==性」。因此’對已有的生物材料作表面改質 j材抖之生物可相容性,近年來已成為生物材料研究的 點。不同實驗室已嚐試_合成方法,例如接枝長烧 二鏈或生物雜分子。該等合成方法時常導致縣材料物理 、!·生的改變。反之,已知氣體表面改質方法可以改質生物材 料之表面特性而不影響其主_理特性。此外,可使用廣泛 麵之化學物質(包括無法藉由傳統合成方法料高分子化 者)以將特定官能基併入基材中。 氣體電漿處理廣泛用於聚(乳酸)(PLA)或聚(乳酸·共-甘 醇酸)(PLGA)德學改質。非高分子域體電討在聚合物 表面創造反應位點,如過氧化物及磺酸基。電漿法曾被用於 增加PLA之親水性及增進其細胞附著性(j·办哗拉户的洲
7^如〇/,13: 220_6 (2002))。另一個方法係結合電漿處理及 膠原蛋白固定,亦可顯著增進PLA之細胞親和性(j. Yang以, 所23: 2607-14 (2002))。該等結果指出經電漿處理5 後聚合物之表面組成及表面上的官能基對該聚合物之細胞親 和性有很大的影響。 雖然已經由使用包含細胞附著性分子(如層黏蛋白)之 神經導引物/導管獲得改善之結果,仍有進一步大幅改善的空 間。此外,仍希望能提供一種手段,藉此再生更多有髓鞘的 軸突、達到更快速的神經生長、並跨越更長的神經間隙。仍 HC0008TW 7 1319980 需要滿狀等需求並降低韻除先前技藝朗修復神經曾遭 遇的問題,例如血管再生、過度纖維生成、神經纖維重新導 向及最終之末梢器官功能復元不佳。 【發明内容】 藉由本發明’已發現—種_之神經再生用導管,其消 除或實質上減少許多先前技藝試圖再生神經之相關缺點或問 題。 在第方面’本發明提供—種用於促進斷裂乳 動物神經之活體内再生以便橋接其_兩端間之_之中空 導管二包:由生物可降解性高分子材料所構成之管壁,該管 壁以腔表面共驗財層轉自,其 係經由氣體電裝處理而達成。 《黏蛋白之鍵、、.. 方法 在兮導::田本發明提供—種製造層黏蛋白改質導管之 便产接於促進斷裂哺乳動物神經之活體内再生以 便橋接其_兩端間之間隙,該方法包含下列 (a)以適當功率密度及適當壓力之 可降解性高分子材料所構成之中電漿,將一由生物 化高分子表面俾與層黏蛋白鍵結;及&充分時間,以活 ⑼以層黏蛋白接觸該導管之管腔表 黏蛋白與高分子表面間形成共價鍵。充刀時間,俾使層 斷裂神經之兩端分別接觸—中空導 ^方法,包含使該 生物可降解性高分子材料所構成之管壁, HCOOOSTff 8 1319980 其中該層黏蛋白 共價鍵結有層黏蛋白, 漿處理而達成。 【實施方式】 之鐽結係經由氣體電
而達成 表皮與基質,及圍繞神經、肌肉纖維、平滑肌細胞及脂肪細 胞之連續薄片。除其他物質外’基底膜尚包含IV型膠原蛋白、 層黏蛋白、巢蛋白(nidogen)、硫酸肝素蛋白多醣、及其他醣 蛋白及蛋白多醣。人類胎盤含有大量之層黏蛋白,是不錯的 層黏蛋白來源。 本發明提供-種用於促進斷裂哺乳動 生以便橋接其斷裂兩端間之間隙之中 #,么之活體内再 降解性高分子材料所構成之管壁,該^ ^包含由生物可 有盾黏蛋白,、中该層黏蛋白之鍵結係經由氣體_理 於製'物:降解性高分子材料係指傳統上用 於k私導g者’包括但不限於膠原蛋白 (PLA)、聚(甘醇酸)(PGA)、聚(乳酸_共_甘醇駿…遍)、 聚己内醋、聚(己_旨共·乳酸)(PCLA)、殼聚糖、藻酸鹽、 透明質酸、明膠及纖維蛋自。在本發明_較佳具體實例中, 該生物可降解性高分子材料為PLGA或殼聚糖。 層黏蛋白係所有基底膜的一種主要成分。基底膜為分隔 層黏蛋白可藉由熟習本技藝者所熟知之方法,由例如基 底膜及人類胎盤等材料萃取。該等萃取技術及有關層黏蛋白 更詳細的討論述於Rupert Timple等人之「層黏蛋白」乙文 ("Laminin," Methods of Enzymology - Structural and HC0008TW 9 1319980
Contractile Proteins, Part A. Extracellular Matrix, Vol. 82. Chap. 47, pp. 831-838, Academic Press, (1982))及 HyndaK. Kleinman 等人之「層黏蛋白之生物活性」乙文(,,Bi〇1〇gicalActivities〇f
Laminin, Journal of Cellular Biochemistry, Vol. 27, pp. 317-325 (1985));兩者之内容皆以如同全文揭載之參考方式併入本文。 一般而言,本發明導管之内直徑位於約1〇〇 μιη至約2〇〇〇 μηι之範圍内。較佳者,本發明導管之内直徑為約57〇。導 管之管壁厚度代表所需可通透性及壓縮強度間之平衡,以避 免崩陷。較佳係將導管製作為4可能地薄,但在活體内使用
時仍能禁得起鏠合及祕。導管的適#管壁厚度位於約W mm至約1.5 mm之範圍内。較佳者’本發明導管之管壁厚度 介於約1 mm至約丨.2麵之間。導管之長度依欲 = 間隙長度而有所不同。 设心砰、,丄 …本發明亦提供—種製造層黏蛋白改質導管之方法,該導 裂:==内-,其斷 化冋刀子表面俾與層黏蛋白騎;及 兩 導管:it: ’用於製造本發明層黏蛋白改質導管之中* 構成之導管H ,了降解“刀子材料所 J視而要以任何已知方法製造該中空導
HC0008TW 1319980 管’例如 Flynn 等人述於价24: 4265-4272 (2003)中 之纖維模板壓製法,以及Sundback等人述於5ζ·(^ύ^π·α/$24: 819-830 (2003)中之低壓注射模塑法;兩者之内容皆以如同全 文揭載之參考方式併入本文。 在本發明一較佳具體實例中,該中空導管係依
Huang 等 尺遂於 J. Biomed Mater Res Part B: Applied Materials Ί 659-664 (2005)(内容以如同全文揭載之參考方式併入本文) 中之凍乾及金屬絲加熱法製造。簡言之,將基質(如殼聚糖) /谷液注入包含一金屬(如Ni_Cr)絲作為軸心之模具中;將該 包含基質溶液之模具置入液態氮中;冷凍後,將該模具由液 態氮中移出,並對該金屬絲施加電壓以加熱之;一旦包圍該 金屬絲之基質略為融化,將該金屬絲抽離基質以在基質中創 ie縱向之通道,可藉由珠乾法移除溶劑,以形成具縱向通 道之導管。較佳者,用於製造本發明層黏蛋白改質導管之中 空導管係以殼聚糖或PLGA製成。 電聚可概略定義為包含帶電及中性物種之氣體,包含下 列中之某些:電子、正離子、貞離子、游離基、原子及分子。 電漿處理係改質聚合物表面之常財法。可施加該等表面改 質以達成各種目的’例如在表面產生特別的官能基,俾與其 他官能基進行特定交互作用。有術之詳盡討論提供 於C. M. Chan等人之加加ee(19 (内容以如同全文揭载之參考方式併入本文) 乙文中。 依據本發明,欲私高分子物件之電漿處理,係使該物 件與欲用於處理之氣體接觸,並施加足以將該氣體離子化至
HC0008TW 1319980 :=r任之高_射。 合物鏈中之心μ 機制,減可解離聚 ag處《/、賈鍵以形成與彼此或與電漿氣體本身中之自由 土,、、之由基’藉以活化與電聚接觸之聚合物鍵。 心::二】之氣體’例如氬、氧、氮、氟、二氧化碳及水, ΰ 〜用所需之獨特表面特性。依據本發明, ^中空導管之_«為〇2或含〇2之顏„。已知^ 漿可與範圍廣泛之聚合物反應而在表面產生各種氧官能 ί雷、CK)、。心。及c。3。相信聚合物表面上由 氧電漿所產生之氧官能基與層黏蛋白之媽基反應,造成層 黏蛋白結合於導管之管腔表面。 本發明㈣處理之效果碰料㈣於產生電漿之氣體 種類’亦取决於操作條件,例如功率密度、暴露時間、工作 塵力、、氣體流速、溫度、電極間距、氣室容積、基材偏置電 壓、,該等條件之組合^依據本發明,使用由約2至約_ W/cm範圍之功率密度(以欲處理表面每單位面積之瓦特數表 不)可獲㈣佳結果。在本發明—較佳具體實例中,所用功 率密度為約50 W/cm2。本發明中所用之電漿較佳為健電 聚,亦即氣壓範圍由數微托耳(mT〇rr)至數百托耳。依據本 發明,使用由約0 mT〇rr至約80 mTorr範圍之壓力可獲得最 佳結果。在本發明一較佳具體實例中,所用壓力為約弘 _ΓΓ。暴糾射選㈣5簡1G分鐘之間,只要電聚處 理足以活化聚合物表面而孩於顧高分子材料之顯微結構 即可。在本發明-較佳具體實财,暴露時間制5分鐘。 HC〇〇〇8Tff 12 1319980 〃他處理條件(例如溫度及氣體流素)為可變因素,對本發 明之新穎性及實用性並非關鍵。 w依據本發明’可透過任何適當方法達成經電漿處理之導 嘗ΐ腔表H黏蛋白之接觸。例如,可將含適當濃度層黏 蛋ΐ之溶液添加至導管。該層錄白溶液之量毅以浸沒該 •導官。層黏蛋白及高分子表面間形成共價鍵之反應條件(例 相及/JDL度)取決於聚合物種類’熟習本技藝中-般技術 _者鑑於本發明揭示’無須過度實驗即可決定之。在本發明一 具體實例中’係於4°C下將導管浸泡於2〇〇 μ1之1〇〇从咖 層黏蛋白溶液中3小時。 本發明進一走提供一種促進斷裂哺乳動物神經之活體内 再生崎橋接錢裂兩關之_之方法,包含使該斷裂神 經之兩端分別接觸-中空導;I;之兩端,該導f包含由生物可 降解性高分子材料所構成之管壁,該管壁之管絲面共價鍵 結有層黏蛋白,其中該層黏蛋白之鍵結係經由氣體電漿處理 _ 而達成。 . 本發明之層黏蛋白改質導管適於在PNS及CNS中橋接斷 . 裂神經並促進神經再生及功能復元。使用時,使斷裂神經之 兩端分別接觸本發明導管(其略長於欲橋接之間隙)之兩端, 但不在斷裂神經上施加任何張力。將遠端及近端之神經殘根 部分地插入導管令。由於該導管具有彈性,其不需縫合即可 維持於間隙申。然而,亦可視需要將斷裂端之神經束膜與導 管縫合。 實例1層黏蛋白改質高分子薄膜之製備與定性 HC0008TW 13 j319980 1,1高分子薄膜之製備 、 製備兩種高分子薄膜。有關PLGA (聚(乳酸-共-甘醇酸)) • 、’係以溫和攪拌將購自Sigma化學公司(Sigma Chemcial Co·’ USA)之 PLGA ( 50 : 50 ; Mw·· 40,000〜75,000)溶解於二 ‘、、、元中製成5% ( wt/vol)之溶液。然後,將250 μΐ之該溶 • 液添加於96孔培養盤中,浸泡其底部。於室溫下使溶劑蒸發 而得到乾燥PLGA薄膜。 φ 、有關殼聚糖薄膜’則使用殼聚糖/醋酸溶液(2% w/v)取 代之。去乙醯化程度>85%之殼聚糖(分子量:645,⑻〇)係由 Sigma化學公司供應。醋酸(98%)係購自和光純藥工業株式 會才其後之方法與PLGA薄膜相同。使用MilliporeMilli-R〇 lOPlus過濾系統,於18ΜΩ之電阻下將水蒸餾及去離子化。 1,2高分子薄膜之層黏蛋白改質 為使PLGA薄膜具有親水性及化學活性,首先將 薄膜以氬電漿處理1隸處理係於—勒放電石英反應器 φ (型號:SP100 Plasma System;製造商:Anatech Co. Ltd.,USA ) . 巾的兩個平行電極板間進行。將電漿電源供應器設於5’〇 W及 13.56MHz之頻率。將基材面朝上地置於接地電極上,暴露於 36微托耳氬氣麼之輝光放電下分鐘,俾供隨後之層黏蛋白 (L-2020 ; Sigma,St. Louis,MO)偶合反應。然後,將 2〇〇 μ1 之層黏蛋白溶液(100 pg/ml)添加至96孔培養盤中經電漿預 先處理過之FLGA薄膜上’置於代下3小時。偶合反應後, 以PBS緩衝液將層黏蛋白_pLGa薄膜清洗數次。使用bca 蛋白質分析套組(Pierce,RockfordIL)計算固定於plga表
HC0008TW 1319980 面上之層黏蛋白量。 首先以 1 : 1 之 0.1 M NaOH-MeOH 及 1 : 1 之 MeOH-水 清洗殼聚糖薄膜以中和酸性,然後風乾之。其後之方法與 PLGA薄膜相同。除了氬電漿外,本實驗中亦使用氧電漿。 為供比較’亦藉由下列化學方法進行層黏蛋白改質。首 先將200 μΐ之100 mM 1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)-碳化二 醯亞胺氫氣酸鹽(WSC,39391,Sigma)添加至PLGA薄膜經 1小時以活化其羧基。以PBS清洗後,令該薄膜與200 μΐ之 層黏蛋白溶液(100 pg/ml)於4°C下反應3小時,隨後以PBS 缓衝液清洗數次。使用BCA蛋白質分析套組計算反應及pbs 清洗後之層黏蛋白量。 為製備化學改質之層黏蛋白-殼聚糖薄膜,首先需將羧基 導入殼聚糖中。於室溫下依序添加20 wt%NaOH (約50 μΐ) 及10 wt%單氯乙酸溶液(約200 μΐ) ’直到pH為7.4 ± 0.2。 之後以PBS將薄膜清洗數次。其後之方法與層黏蛋白-PLGA 薄膜相同。 將層黏蛋白改質聚合物薄膜分為五組:(1)薄膜於4°C下 之100 pg/ml層黏蛋白中浸泡3小時’然後以PBS清洗三次(物 理性地吸附於薄膜上之層黏蛋白:Lphys);(2)薄膜在添加WSC 活化羧基後,於4°C下之iOOpg/ml層黏蛋白中浸泡3小時, 然後以PBS清洗三次(透過物理吸附及化學鍵結而固定於薄 膜上之層黏蛋白:Ltot) ; (3)薄膜經02或Ar電漿處理後浸泡 於100 pg/ml層黏蛋白中(L02及LAr);⑷空白薄膜;及(5) 作為對照組之培養皿。固定於薄膜上之層黏蛋白百分比係使
HC0008TW 用下式計算: P% =( A 料蛋白/A。)X 100% 其中 A層黏蛋白 為固定有層黏蛋白之薄膜之吸收度,而A〇為100 Hg/ml層黏蛋白之吸收度。 為確認是否已成功地將層黏蛋白接枝於PLGA及殼聚糖 表面’採用BCA蛋白質分析計算層黏蛋白之量。依據表1, 固定於PLGA上之層黏蛋白百分比高於殼聚糖上的。此外, 該等結果亦顯示大多數層黏蛋白係藉由物理吸附固定於薄膜 上。至於電漿處理,在兩種材料上〇2電漿之效能皆顯著高於 Ar電漿。藉由化學方法固定於PLGA上之層黏蛋白百分比幾 乎等同於使用〇2電漿處理。PLGA薄膜上之層黏蛋白量為41.3 Hg/ cm2 ’但就層黏蛋白-殼聚糖薄膜而言,〇2電聚處理之效能 更咼。殼聚糖薄膜上之層黏蛋白量為30.6 pg/ cm2。由於其低 機械強度,殼聚糖薄膜在水溶液中會膨脹,這使得藉由化學 方法之層黏蛋白改質難以控制。综上所述,相較於傳統上使 用之化學方法,〇2電漿係較佳之表面改質方法。 表1 以BCA分析測定之固定於兩種薄膜上之層黏蛋白百分比
Lt〇t L〇z L/vr PLGA__45.5%_66.1%_64.4%_51.1% 殼聚糖 33.3%_37.8%_48.9%_37.8% 1.3改質表面之定性 使用傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)進一步定性所有 薄膜之表面改質。所有圖譜係於4/cm之解析度及16次掃描 下收集,並以内建之標準套裝軟體(Perkin-Elmer Spectrum One, Perkin-Elmer Co.,Norwalk,CT,USA)分析。 HC0008TW 16 1319980 圖1顯不薄膜之FTIR吸收圖譜。有關層黏蛋白·pLGA薄 膜’吸收圖譜上位於之峰由於酿胺基(_c〇_NH_R)而 -顯著增加。另一位於㈣^之峰則是由於酿胺基叫肌) 及胺基(-CH2NH2)。由於烷基的存在,在PLGA薄膜上有該等 峰之吸收值。有關殼聚糖及層黏蛋‘殼聚糖薄臈,位於1564 cm·】至1649 cm·1之峰比例顯示出顯著的增加。位於丨⑽⑽-! 之吸收峰指出醯胺基及胺基的存在,但只有醯胺基可在1564 鲁cm·1吸收。兩辦的百分比改變指出醯胺基的形成以及胺基的 破壞。換言之,層黏蛋白已成功地固定於PLGA及殼聚糖薄 膜上。 此外,藉由高解析X光光電分光鏡(XPS,V(} MICROTECH,MT-500, U.K·)織PLGA及殼聚糖薄膜之表 面化學組成。圖譜係以單色Mg-Ka輻射源( 1253.6 eV)於400 W之功率下得自VGEscalab22〇i_xl分光鏡。使用配備有9頻 道偵測器之CLAM4MCD電子分析器。以2〇eV之穿越能記 鲁 錄 Cls 峰區(275 - 295 eV)及 Nls 峰區(390-415 eV)之高 - 解析精密掃描。由相應峰區計算各種Cls及Nls峰之濃度。 • 採用高解析XPS測量研究薄膜在層黏蛋白改質前後之表 • 面化學變化。有及沒有層黏蛋白之PLGA薄膜之Cis區顯示 出二個峰(圖2 (a))。第一個峰(284.5 eV)係歸因於脂族碳 鍵(-c-c-)或碳遗鍵(_CH)之Cls。第二個峰(287 5 eV) 係歸因於鹎鍵(-C-0-)及-C-N鍵之Cls,而第三個峰(289 6 eV)則係歸因於類羰基種類(亦即-COO-、>〇0或-COOH) 之Cls。然而,三種Cls之相對組成在層黏蛋白附著後即有所
HC0008TW 17 1319980 改變(如表2所示)。可觀察到兩種不同的特徵。第一,_c〇 及-CN鍵的比例增加至13.7%。第二,脂族破鍵或碳·氮鍵的 比例増加至80.3%。第三,謎鍵的比例減少。-COO-鍵及-COOH 鍵的減少以及-CN鍵的增加可能是筆因於酯鍵的切割以及醯 胺鍵或胺鍵的形成。Nls XPS圖譜上-N-H鍵及-N_C-鍵的增加 亦支持此推論(表2及圖2 (b))。這顯示層黏蛋白與j>lgA薄 膜間形成了共價鍵。有及沒有層黏蛋白之殼聚糖薄膜之Cls XPS圖谱不於圖2 (c)。-C-N-鍵及幾鍵顯著增加,而<·η鍵及 -C-C_鍵則減少(表2)。該等結果可能肇因於脂族碳鍵或碳_ 風鍵的破壞以及醯胺鍵的形成。如同FTIR吸收圖譜所示,XPS 圖譜顯示層黏蛋白係共價鍵結於殼聚糖薄膜上。由於殼聚糖 及層黏蛋白·殼聚糖薄膜中皆存在有鍵及鍵,Nls XPS圖譜未出示於此。 表2 樣本在層黏蛋白固定化前後之 高解析Cls XPS及Nls XPS峰之碳官能基比例 樣本 (Cls)284.5eV -C-H,-C-C-(%) (Cls)287.5eV -C-0-,-C-N(%) (Cls)289.6eV ~COO-,>C=0, -COOH(%) (Nls)399.4eV -N-H,-N-C-(%) PLGA 72.4 12.6 14.1 0.5 層黏蛋白-PLGA 80.3 13.7 3.5 1.1 殼聚糖 84.3 12.8 — 層黏蛋白-殼聚糖 68.5 26.8 2.34 — 14許旺細胞在改質表面之附著及增生 以許旺細胞(SC)培養確認層黏蛋白改質薄膜之細胞親 和性。使用J. P. Brockes等人於165: 105-118 (1979)中φζδ義之方法單離並培養來自雌性wistar大鼠之許旺 細胞。簡s之’以過量麻醉將成年雌性Wistar大鼠犧牲。切
HC0008TW 18 1319980 除左及右坐股神經,以磷酸鹽缓衝生理鹽水(PBS)清洗之, 並切成 1 mm 長之小塊。於 3 ml DMEM (Dulbecco’s modified Eagle medium)中以0.03%膠原蛋白酶/0.25%胰蛋白酶對該等 • 片段作酵素消化處理,並置於370C下之5% C02中30分鐘。 靜置後,於2000 rpm下離心該等片段並移除上清液。以針機 械性地分離神經束膜。將初代細胞懸浮液平板培養於培養皿 中含10%熱去活化胎牛血清(FBS)及1%抗生素(盤尼西林_ 鏈黴素溶液及兩性黴素B)之DMEM中。每週兩次替換培養 • 基’且每週一次將個別神經片段轉植於新培養皿中,俾提高 細胞懸浮液之細胞濃度。然後,將懸浮後之2χ1〇4細胞/ml之 許旺細胞接種於含2 mi DMEM培養基(含10% FBS)之96 孔組織培養盤中,以測試各種pLGA及殼聚糖薄膜在許旺細 • 胞生長上的效果。 使用掃描式電子顯微鏡(SEM)及光學顯微鏡(〇lympus 1X70)進行許旺細胞之外觀形態評估。有關SEM觀察,需以 鲁 了列方法將所有樣本固定及脫水。首先,將pLGA及殼聚糖 薄膜浸泡於2%戊二藤(於PBS中)中1小時以固定之。然後, 使㈣於观之—系列濃度上升乙醇溶液將薄膜脫水。然後 以臨界陳賴(CPD)將樣本賴。财樣本以金包覆後以 SEM檢視。SEM所得結果未出示於此。 藉由前述紐純化造成了高度純化之%培養物(圖3 大多數細胞向外延伸並轉型為紡錘形狀,雖然亦有一些 細胞=出部分㈣之外型,表示該等細胞尚未完全附著。一 種後第1天時,附著至改質薄膜之大多數SC顯示出
HC0008TW 1319980 小的片狀偽足(lamellipodial)延伸物(圖3 (b)及(c),左半部)。 在第3天時’經〇2電漿處理之層黏蛋白_殼聚糖薄膜上的大多 數細胞向外伸展或轉型為紡錘形狀(圖3 (的及卜),右半部)。 在未經電漿處理之層黏蛋白_殼聚糖薄膜上,即使經過一段長 時間後許多細胞仍未完全伸展。歷史上,sc曾被描述為紡錘 形狀。然而,之後發現雖然許多經培養之8(:具有此特徵之紡 錘形外觀形態,某些卻具有較扁平(類似纖維母細胞)之外 觀形態。 使用 MTS 分析(CellTiter 96™ Aqueous, Promega)定量 細胞活性。在各時間點,將40 μ1 MTS試劑及600 μΐ培養基 添加至各孔中。將培養盤置於37°C、5% C02下4小時。以 UV/VIS 光譜儀(Lambda 20, Perkin Elmer)測量波長 490 nm 之吸收度’並取讀值之平均值。由數據減去培養基之吸收度 指數以校正背景吸收度。 改質薄膜之附著細胞量各有不同(圖4)。在接種後第10 天時,附著於經02電漿處理之層黏蛋白-殼聚糖薄膜之細胞數 量顯著高於其他薄膜。此外,由計算改質薄膜上細胞存活度 之圖表亦獲得相同結果。 1.5 結論 本研究顯示使用氧電漿作表面改質較易控制、更為簡易 且更加有效。相較於傳統之化學方法,藉由電漿處理而併入 殼聚糖薄膜上之層黏蛋白百分比顯著較高。大多數層黏蛋白 係藉由物理吸附而吸附於薄膜上。使用FTIR及XPS,顯示層 黏蛋白係固定於兩種薄膜之表面。XPS圖譜之結果指出層黏 HC0008TW 20 1319980 蛋白與表面間形成了共價鍵。殼聚糖及/或PLGA表面上之層 黏蛋白對於許旺細胞之附著及親和性有很大效果。該等成功 的結果被認為對導引週邊神經再生十分重要。 實例2 由層黏蛋白改質神經導管媒介之外傷性脊髓損 傷(SCI)後功能復元 2·1材料 具有約645,000之平均分子量之殼聚糖係由Sigma化學公 司供應。由1H-NMR光譜決定去乙醯化程度(DDA)為82.5 士 1.15%。氧化氘(d20,L-4501 )及氣化氘(DC卜 35wt°/〇於 〇20 中)係購自 Sigma-Aldrich (USA)。醋酸(98%,和光純 藥工業株式會社)及Ni-Cr絲(570 um)係依常規使用。除非 另外記載,所有其他化學品及溶劑均購自Sigma-Aldrich (Oakville,Canada )並依常規使用。水係使用Millipore Milli-RO 10 Plus過濾系統,於18 ΜΩ之電阻下予以蒸顧及去 離子化。 2.2 去乙酿化程度(DDA)之分析 DDA為96.4 ± 0.72%之殼聚糖之合成,係將市面可購得 之82.5 ± 1.15%去乙醯化殼聚糖片浸泡於11〇。(:下之40%氩 氧化鈉水溶液中2小時。使用b-NMR光譜(Bmker AV400 MHz)’依據經修改之公開方法(見L. Vachoud et al., 及從 1997; 302: 169—177 ;及 M. Lavertu et al., «万 2003; 32: 1149-1158)決定殼聚糖樣本之DDA。簡言之, 樣本之製備係於室溫下攪拌由1.96 ml D2〇及0.04 ml DC1組 成之溶液中之10 mg殼聚糖’等待約半小時以確保該聚合物 HC0008TW 21 1319980 7L全溶解。在所有情況下,聚合物在溶液中之濃度均為約〇5% (w/v)。DDA之計算係如前所述般,比較H1或H2-H6之訊 號組與甲基之訊號之積分面積。 圖5顯示70。C下不同DDA之殼聚糖之400MHzIHNMR 圖譜。藉由鹼水解成功地調整了殼聚糖之DDA。對於修復較 長之神經缺陷而言,支架之吸收率亦十分關鍵。控制殼聚糖 之去乙醯化程度可調節吸收率及機械強度。FrderT.等人顯示 去乙醯化程度較高之殼聚糖具有較低之降解率、較高之機械 強度及細胞存活度(Freier T. et al.,似则阶/此26: 4624-4632 (2005),及 Freier Τ· et al.,说⑽加奶·此 26: 5872-5878 (2006))。 2.3層黏蛋白改質神經導管之製備及定性 神導g·係以;東乾及金屬絲加熱法(γ C Huang et al., 2〇〇5,同上)製造。簡言之,使用(57〇um)作為軸 心材料。將殼聚糖/醋酸溶液(2% w/v)注入裝滿軸心之模具 中。然後將該具軸心架構之模具置入液態氮中。一旦冷珠後, 增加電源供應器(Tai Yee Shing,Taiwan )之電壓以加熱該 Ni-Cr絲。當電源被開啟時,儘速(通常少於一分鐘)將金屬 絲由冷凍之支架抽出。以鉗子直接抽取即可輕易將金屬絲個 別移除。然後,使用一溫度控制凍乾機(VirTis,NY,USA)使 醋酸昇華。凍乾後’首先以1 : 1 〇·1 MNaOH-MeOH及1 : 1 MeOH-水清洗神經導管以中和酸性,然後再次以凍乾機乾燥 之。最後,將神經導管貯藏於乾燥環境下直到使用時。使用 銳利的手術刀片將導管切割為所需長度。 為使該等神經導管具親水性及化學活性,首先以氧電黎 HC0008TW 22 1319980 處理之。電漿處理係於一輝光放電石英反應器(型號:SP1〇〇
Plasma System ;製造商:Anatech Co· Ltd., USA)中的兩個平 行電極板間進行。將電漿電源供應器設於5〇W及13.56 MHz ' 之頻率。將基材面朝上地置於接地電極上,暴露於36微托耳 氧氣壓之輝光放電下5及1〇分鐘,俾供隨後之層黏蛋白 . (L·2020 ; Sigma,St. Louis, MO)偶合反應。然後,將 2〇〇 μ1 之層黏蛋白溶液(100 pg/ml)添加至經電漿預先處理過之導 管上,置於4°C下3小時。偶合反應後,以PBS緩衝液將層 黏蛋白改質神經導管清洗數次。 以光學顯微鏡(Olympus 1X70, Japan )定性該等層黏蛋白 改質神經導管之外觀形態。使用蘇木紫/伊紅(H&E)染色法 以更清晰地描繪支架。為顯現以電漿技術製備之神經導管中 .之蛋白質分布,依據上述方法製備導管之代表性樣本,但使 用若丹明-BSA (紅色螢光)取代層黏蛋白。製備後,以pBS 緩衝液沖洗通道,並使用共軛焦顯微鏡(TCS SP2, Leica,Maj0I> φ Instruments Co.,LTD)於螢光模式下觀察之(圖6Α)。 • 如圖6Α所示,蛋白質主要局部化於神經導管内部。此 外’連續照片亦顯示蛋白質似乎分布於整個通道壁(數據未 出示)。層黏蛋白局部化於通道壁之内部應可幫助神經再生, 因為層黏蛋白可幫助許旺細胞附著並導引神經突生長。在活 體内,這可能導致軸突再生於通道中並增進再生能力。 為觀察神經導管經氧電漿處理後顯微結構的改變,螢光 及相反差影像示於圖6Β。結構被破壞得愈嚴重表示電漿處理 時間愈長。此外,以電漿處理1〇分鐘,蛋白質就穿透了整個 HC0008TW 23 1319980 支架。該#結果顯示處理時卩林纽長會導致支架失去其顯 微構造。這可能使軸突再生的導引失去方向性。 2.4外科手術程序及動物護理 下歹J研九中使用成年250 g雌性SpragUe_Dawley大鼠。 所有涉及祕之程耗㈣北榮民總醫院動物委貞會許可。 將大鼠之㈣於T8處完全切斷並移除5 mm之賴組織。將 殼聚糖導管植入該斷裂脊髓之5 mm間隙中。在指定之受傷後 時間(1或2個月)’給予大鼠過量之麻醉劑戊巴比妥納。有 關組織切片染色,收集傷處頭側丨公分長之一節脊髓樣本。 對大鼠依序灌輸生理鹽水及4 %緩衝多聚甲醛(p FA ),並使固 疋(PFA中1小時)後之脊鑛通過蔬糖梯度。將脊趙包埋於 OCT Tissue Tek封片媒介中並於冷凍切片機中切割之。製作 10 mm連續冠狀冷凍切片並貯藏於_2〇〇c下。 2.5行為分析 為確保所有實驗動物均受到相似程度之傷害及監測復元 率,依據Basso、Beattie及Bresnehan移動試驗(BBB)及合 併行為分數(CBS )測試大鼠之功能缺失(D M Bass〇技d / 12: 1-21 (1995))»BBB係測試開放空間移動時的 姿勢、重量支撐及協調性。CBS包含一套反射試驗,包括針 對伸展、壓力及疼痛所反應之腳趾張開、置放及回抽;被敌 置於熱燙表面時舔其腳掌之反射動作;以及運動功能之協 調,包括開放空間移動、游泳及在傾斜平面上維持位置之能 力。 圖7A顯示兩個實驗組之BBB及CBS開放空間行走之平 HC0008TW 24 1319980 均分數。依據紀錄代表動物之開放空間移動之影片,以層黏 蛋白改質神經導管及未改質神經導管介入之受傷後肢均具有 復元潛力。兩組之B B B分數並未顯示顯著之功能復元,但c B s •分數達到了約8〇的穩定平均值,這指出行為改善的開始。相 較於使用未改質神經導管之組別,使用層黏蛋白改質神經導 管之實驗組得到較佳的結果。 以跑步機分析進一步測試大鼠之功能復元。在本研究中 癱使用Robomedica,Inc.所售之自動機式大鼠踏走機(R〇dent 攀Robot)。該自動機可抽樣體重支撐(BWS)水平及大鼠之小 腿位置,並將該等測量值以100Hz之數位形式儲存於機器控 制電腦之儲存碟中。大鼠之小腿位置係由高度精確製造之自 動機關節角度、轉輪及光學編碣器之測量值計算,準確性小 •於1.〇 mm。在導管移植後14、28、35及7〇天時,對sa大 鼠進行大鼠踏步能力之詳細評估。紀錄時,令未裝置自動機 之大鼠在75% BWS下於跑步機上踏步3〇秒。然後令後肢裝 φ 置有自動機之大鼠在四種固定水平之BWS(75、50、25及0%) .下踏步3G秒。麵有鱗及職躺,騎記錄矢狀面之後 •肢運動。使用兩種結果測量值評估大鼠在測試日之踏步能 •力。首先,使用腳步偵測演算法計數各大鼠在各Bws水平下 所表現之腳步數。該演算法可辨識水平速率方向之改變而指 出腳趾離地及腳趾著地事件。設定最小及最大走長、踏步時 間及速率之限制。包含至少—項超出該等限制之參數的腳步 即被認為代表短暫反射或大回抽動作而不是腳步,因此由分 i除之第一種用於評估踏步能力之測量為,對測試期 HCOOOSTff 25 1319980 ==數=步品質評估。每次分析係評估sa大 1 纽運域力。評估者孙道大鼠的 訓練組別(亦㈣定之BWS、峡之麵或未訓練)。^ 汗估踏步能力外’亦調查對漸減之BWS所反應出之踏步空間 及時間特徵。以腳步偵測演算法將自動機執道戴切為個二腳 步,然後予以分析以決定步長、步高及台腳趾姿勢,以及作 為BWS函數之踏步週期、搖擺及站立時間(J A Nessieretai,
IEEE Tmns Neuml Syst Rehabi! Eng 13(4): 497-506 (2QQ5)) 〇 ’ 如圖7B所示,受傷後兩個月時之跑步機分析可指出腳底 踏步之改善。因此,吾人推測兩種導管均使動物功能有所復 元。然而,由跑步機分析證明之踏步改善可能是由於難以分 辨之肌肉或神經功能。因此,得自BBB、CBS及跑步機分析 之結果可暗指行為改善之傾向。這就是為何在以下實驗中進 行免疫組織化學及組織學分析之原因。 2.6 免疫組織化學分析 對所有脊髓進行組織學及免疫組織化學分析以幫助釐清 功能復元。對動物灌輸4%多聚曱醛(於磷酸鹽緩衝液中)。 收集脊髓,浸泡於4%多聚甲醛(於磷酸鹽緩衝液中)中隔夜, 然後轉移至30%蔗糖溶液中。將脊髓之水平或橫截冷凍切片 (20 μπι厚度)置於以聚-L-離胺酸塗覆之載玻片上俾供免疫 染色。以目標抗體處理切片,以PBS清洗之,然後以與螢光 團共軛之二級抗體、或依次與生物素及與鏈黴親和素共軛之 螢光團偶合之二級抗體(為增加敏感度)處理之。或者,在 初級抗體處理後,可以ABC混合物(Vector lab)處理切片, HC0008TW 26 1319980 隨後以DAB錢處理使過氧化賴影, 顯現;或使用Ve伽lab之套組使想要之發色團己物 圖A中所示T5至T10之脊髓影像代表受傷後 :蛋白改質組’係得自叫數接近各組平均值=?: =域中之大量微管蛋白細陽性細胞指出找料多細胞^ 陽性染色顯示巨仙胞滲透傷處並移除了抑制性 巨嗟細胞亦可產生細胞激素以增進軸突 ㈣突再生之直接證據’使用GAp_43 —種在再生軸突$ =椎内受到向上調節之蛋白質。使用抗_GAIM3作為初級抗 以西方墨點分析確認GAP-43之存在。有關西方墨點分 析’由大鼠之脊髓移除1〇個切片。於室溫下以丨mL之5〇 =C1將該等切片處理1G分鐘,然後以1X PBS清洗之並於 至溫下以1 mL之50 mMTris-HCl (PH7.4)處理10分鐘" 然後再以1XPBS清洗之。將脊髓切片浸泡於1%Np_4〇水解 緩衝液中以萃取蛋自質樣本,細Bmd触蛋自質分析偵測 之。將等量之蛋白質裝填於—3 5_12 5%梯度之舰_廳£凝 膠上。依據標準程序進行電泳並將蛋白質轉移至一 pvDF膜 上,以抗-GAP-43作為初級抗體處理該膜。然後以HRp_共軛 二級抗體處理該膜,與SuperSignal Chemiluminescent受質 (Pierce,Rockford,IL)反應’最後將訊號捕捉於軟片上。使 用imageJ (NIH)定量GAP-43陽性條帶之相關光學密度。 不於圖8B之GAP-43陽性條帶相關光學密度提示可能存 在有一再生發生輪廓之組成分。相較於未改質組,層黏蛋白
HC0008TW 27 1319980 雖然在外傷性SCI後神經導管媒介了神經再生,可藉由 I能的再生途徑予以補強。由T5至T1〇取得橫截切片沿箸 脊趙中線通過損傷中心點地_縱向切片(圖8〇。圖%⑷
« :紅色框_兩幅影像為受傷區域。遍佈於通道及支架的大 量微管蛋白陽性元素進—步提示細胞生長的可能機制。除了 導g之通道外’多孔性的殼聚糖支架亦對細胞附著具有良好 親和性。圖8D中以GAP_43作免疫染色之影像係取自與圖叱 相同之會醜域。GAP_43陽性之結果顯示受傷後6()天時大 部分GAIM3分布於通道關。吾人提議神經導管之内表面可 能是軸突再生之最佳區域。 未改質神經導管對於抗C0X_2或〉周亡酵素_3抗體皆展現 免疫陰性染色(分別為圖8E (a)及(b))。在圖8E中,免疫^ 性染色之區域餘於初次受傷之,内,表示_成之組^ 並未產生發炎反應。圖8E (b)中之橫截切面係切自脊髓之T5 至ΤΗ),神經導管位於Τ8。以壯酵素_3作免赦織學分析 以辨識細胞壯。令人振奮的是,陰性結果顯示在神經再生 期間並未發生細胞凋亡。 2.7 結論 使用氧電吾人已成功地將層勒蛋白併入神經導管之 内表面上。不當的延長電S處理時間會摧毀多孔性殼聚糖支 架之顯微結構。就動物模式實驗而言,得自接受神經導管移 植後BBB、CBS及齡機分狀絲暗树為改善之傾向。 HC0008TW 28 1319980 ED-1、微管蛋白沒ΙΠ及GAP-43之免疫陽性染色指出神經導 管可引導受損軸突延伸通過受傷區域。C0X-2及凋亡酵素_3 之免疫陰性染色指出神經導管不會誘發多餘之術後發炎反應 及細胞凋亡。藉由西方墨點分析,層黏蛋白改質組之GAp_43 光學密度較未改質組為佳。層黏蛋白確實增加了軸突生長效 率〇 • 熟習本技藝者當瞭解可針對上述具體實例加以改變而不 鲁 ♦離其廣泛之發明概念。因此,應瞭解本發明並不限於所揭 不之特定具體實例,而是意欲涵蓋本發明(其係以後附申請 專利範圍界定)精神及範圍内之修飾。 【圖式簡單說明】 上述發明内容及實施方式與所附圖式一併閱讀將更增瞭 解。為供闡明本發明之目的,圖式中所示具體實例為目前較 佳者。然而,應瞭解本發明並不限於所示之確切配置及手段。 在圖式中: • 圖1顯示由氧電漿處理所製備之層黏蛋白改質薄膜之 • 吸收圖譜:⑻未處理之PLGA薄膜;(b)層黏蛋^PLGA 薄膜,(c)未處理之殼聚糖薄膜;及(d)層黏蛋白殼聚糖薄膜。
★ ® 2顯7F由化學方法或氧電漿處理所製備之層黏蛋白改 質薄臈之xps ®譜··⑻由化學方法所㈣之躲蛋#_pLGA 薄膜之XPS Cls核心水平圖谱,其中左半部為未處理之PLGA 薄膜而右半部為層黏蛋白_PLGA薄膜;⑼由化學方法所製備 之層黏蛋白-PLGA薄膜之XPSNls核心水平圖譜,其中左半 部為未處理之PLGA _而右半部為層黏蛋白_pLGA薄膜; HC0008Tff 29 1319980 處理所製備之層黏蛋白姻糖薄膜之XPS cls 為層黏蛋白_殼聚糖薄膜。 膜而右半部 =_許旺細胞(⑹,微鏡照片:⑻培養於 上之sc之外觀形態;及接種後1及3天時附著於改質薄棋 «
^之%之外觀形態―⑻經及⑹未經氧電製處理之層黏蛋白、— 聚糖薄膜。 圖4包含圖4A及4B,顯示附著於改質薄膜上之sc之定 里結果。圖4A係接種後1〇天時附著於不同薄膜上之sc之 MTS試驗結果。接種細胞之數量約為lxlO5個細胞/孔。將三 種改質薄膜互相比較。圖4B顯示三種薄膜上細胞存活度之相 對比例。吸收波長為490 nm。「殼聚糖+電漿+層黏蛋白」: 經氧電漿處理之層黏蛋白-殼聚糖薄膜。「殼聚糖+電漿」:未 經氧電漿處理之層黏蛋白-殼聚糖薄膜。「殼聚糖」:只有殼聚 糖薄膜。 圖5顯示具有不同DDA之殼聚糖在7〇°C下之400 MHz hNMR圖譜:(a)經鹼水解之殼聚糖(DDA=96.4±〇.720/0); 及(b)市面可購得之殼聚糖(DDA=82.5 土 1.150/〇)。 圖6包含圖6A及6B。圖6A顯示併入若丹明-BSA之神 經導管,以螢光顯微鏡偵測(氧電漿處理:5分鐘)。圖6B顯 示併入若丹明之神經導管之橫截切片,其中(a)及(b)為螢光影 像,(c)及(d)為相反差影像。導管係經氧電漿處理5分鐘(a、 c )或 10 分鐘(b、d )。 圖7包含圖7A及7B,顯示行為分析之結果。圖7A顯示 HC0008TW 30 1319980 兩個實驗組之(a) BBB及(b) CBS分數,其中紅線代表使用層 點蛋白改質神經導管之組別,而藍線則代表使用未改質神經 導管之組別(所顯示之數據為平均值±標準差,n = 3)。圖7B 顯示接受未改質神經導管之動物之跑步機分析結果,(a)脊髓 損傷(SCI)剛發生及(b)受傷後兩個月時。 圖8包含圖8A至8E,顯示免疫組織化學分析之結果。 圖8A顯示損傷中心點處之層黏蛋白改質神經導管切片,以 (a-c)微管蛋白点m ( 一種細胞骨架標記物)及_ e叫(一 種巨嗤細胞標記物)作免錢色,其巾⑻及(d)之…位於丁5 ()及(e)之切片位於党傷區域’(c)及(f)之切片位於τιο。 圖犯顯示對GAP_43之西方墨點抗體反應性 二:=气改質組於受傷後60天時之微管蛋白染 組於受====。圖-顯示未改質 為縱向切片。@ 8E顯示未木色,:、中⑻為橫載切片及(b) 種標記物免絲色,1中質㈣受傷後6Q天時之其他兩
HC0008TW 31

Claims (1)

1319980 十、申請專利範圍: 1. 一種用於促進斷裂哺乳動物神經之活體内再生以便橋接 該神經斷裂兩端間之間隙之中空導管,該導管包含由生 物可降解性高分子材料所構成之管壁, 之管腔表面所界定之管腔,且該管壁之管腔表== 結有層黏蛋白,其中該層黏蛋白與管腔表面之共價鍵結 係藉由氣體電漿處理而達成。 u
2. 根射請專利範圍第丨項之中空導f,其中該生物可降 解性兩分子材料係選自由下顺成之群··騎蛋白、聚 (乳酸)、聚(甘醇酸)、聚(乳酸-共·甘醇酸)、聚己内醋、聚 (己内醋_共_乳酸)、殼聚糖、驗鹽、透明質酸、明 纖維蛋白。 / 3. 4.
5. 6. 根據申請專利第2項之中空導管,射該生物可降 解性高分子材料包含聚(乳酸_共_甘醇酸)。 根據:請專利範圍第2項之中空導f,其中該生物可降 解性高分子材料包含殼聚糖。 $申請專利制第〗項之中空導f,其中該氣體電聚 匕3 〇2或含〇2之氣體電漿。 一種製造雜蛋自改料管之方法,該 乳動物神經之活體内再生以便橋接該神經斷裂兩 鳊間之間隙,該方法包含下列步驟: (a)以-功率密度及—壓力之紐電漿,將—由生物 :降解性高分子材騎構紅巾㈣管處理充分時間, 化該高分子㈣之管絲面俾與輕蛋白鍵結;及 HC〇008Tff 32 7. 9. 10. 11 12. 13. 14. 15, 16. (b)以層黏蛋白接觸經活化之管腔表面充分時間, 俾使層黏蛋白與經活化之管腔表面間形成共價鍵。 根據申請專利範圍第6項之方法’其中該氣體電漿包含 〇2或含〇2之氣體電漿。 ,據:請專利範㈣6項之方法,其中步驟⑷中操作之 功率畨度係位於約2至約l〇〇 w/cm2之範圍内。 根據申請專利範㈣8項之方法’其中步驟(a)中操作之 功率密度為約50 w/cm2。 ,據申請專利範圍第6項之方法,其巾步驟(a)中操作 堅力係位於約0至約80微托耳之範圍内。 、 ^申請專利範圍第1〇項之方法,其中步驟⑷中操作之 壓力為約36微托耳。 6項^法’其中步驟(a)中之處理 f間係位於約5至10分鐘之範圍内。 睛專利範圍第12項之方法,其中步驟(a)中之處理 時間為約5分鐘。 專利範圍第6項之方法’其中步驟(b)包含將含 腔表面與層終白直接闕。 ^活化之& =申請專利細第14項之方法,其中該層黏蛋白溶液 /、有約100 gg/ml之濃度。 0 c**1 * 15項之方法,其中該導管係於約4 下在該層黏蛋白溶液中處理約3小時。 根據申請專利範圍第6項之方法,其中該生物可降解性 HCOO〇8Tff 33 17. I31998〇 18. -種係選自聚(乳酸共-甘醇酸)及殼聚糖。 該神經斷裂=$哺乳動物神經之活體内再生以便橋接 19. 一種促進_^項之方法所製造。 經斷裂H ___再生以便橋接該神 裂兩端分難if社方法,财枝含㈣神經之斷 兩=刀別接觸根射請專·圍第1項之中空導管之 20. 一 種促進斷裂哺乳動物神經之活 經斷裂兩端間之間隙之方法,^生以便橋接該神 裂兩端分別接觸根據申請專利:圍第 斷 兩端。 叫乐丨8項之中空導管之 HC0008TW 34
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9345486B2 (en) * 2009-03-16 2016-05-24 University Of Washington Nanofibrous conduits for nerve regeneration
DE102020206085B4 (de) 2020-05-14 2022-08-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Biologisch abbaubare mit Laminin beschichtete Gefäßstützen (Stents)
CN113101007B (zh) * 2021-03-23 2022-05-27 武汉理工大学 一种载药纳米纤维神经导管的制备方法
CN113564527B (zh) * 2021-08-10 2022-06-07 中国科学院兰州化学物理研究所 一种抗辐照无氢碳膜聚合物润滑材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026381A (en) * 1989-04-20 1991-06-25 Colla-Tec, Incorporated Multi-layered, semi-permeable conduit for nerve regeneration comprised of type 1 collagen, its method of manufacture and a method of nerve regeneration using said conduit
JP3457339B2 (ja) * 1992-02-27 2003-10-14 日本ハム株式会社 神経再生補助材及びその製造法
JP2801818B2 (ja) * 1992-09-22 1998-09-21 住友ベークライト株式会社 ラミニンコート細胞培養器具及びその製造方法
WO2001058502A1 (en) * 2000-02-11 2001-08-16 Rutgers, The State University Of New Jersey Micropatterning surfaces of polymeric substrates
CZ301649B6 (cs) * 2000-06-28 2010-05-12 Ed. Geistlich Soehne Ag Fur Chemische Industrie Incorporated Under The Laws Of Switzerland Trubice pro regeneraci nervu a zpusob jejich výroby
US6730772B2 (en) * 2001-06-22 2004-05-04 Venkatram P. Shastri Degradable polymers from derivatized ring-opened epoxides
JP4740482B2 (ja) * 2001-07-09 2011-08-03 グンゼ株式会社 神経再生チューブ
CN1216652C (zh) 2003-03-21 2005-08-31 东华大学 等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的神经导管或膜及其制备方法
JP4269256B2 (ja) * 2003-04-25 2009-05-27 住友ベークライト株式会社 神経細胞培養基材及びその製造方法
WO2004108927A1 (ja) * 2003-06-04 2004-12-16 Yokohama Tlo Company, Ltd. ラミニン5b
JP2006087396A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 National Institute For Environmental Studies 細胞培養基質及びその製造方法
US20070005140A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Kim Daniel H Fabrication and use of biocompatible materials for treating and repairing herniated spinal discs
EP1974015A4 (en) 2006-01-27 2012-07-04 Univ California BIOMIMETIC SCAFFOLD

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