CN104382672A - 一种双层多通道神经导管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双层多通道神经导管及其制备方法，由天然生物材料制成的多通道内层结构和可降解生物材料制成的纳米纤维膜外层结构组成。制备方法：采用热致相分离法在聚四氟乙烯管状模具中制得多通道内层导管；(2)将可降解生物材料溶于有机溶剂中，搅拌，获得质量分数为8％-10％的纺丝溶液；(3)将多通道内层导管作为接收装置，利用高压静电纺丝设备在多通道内层导管上进行纺丝，即得。本发明生物相容性好，力学性能好，能够促进神经细胞沿着导管内多个通道轴向生长，促进受损神经长距离修复再生；本发明本制备方法操作简单，成本低廉，生物可降解，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于神经导管及其制备领域，特别涉及一种双层多通道神经导管及其制备方法。
背景技术
周围神经的再生以及功能的恢复是临床的一大难题，世界上每年有许许多多的患者因为神经缺损而承受病痛的折磨。面对神经缺损或者断裂，目前公认的治疗方法是自体移植，但是由于其可供移植的来源十分有限，所以自体移植在实际临床中也大多并不可行。面对这一问题，近年来诸多学者提出人工合成神经导管这一概念，并且致力于寻求一种新的有效的人工合成神经导管用于周围神经损伤的修复。
多年来好多研究人员采用热致相分离方法和静电纺丝技术制备神经导管取得了很大的进展。利用相分离技术和静电纺丝技术制的生物支架具有高的比表面积和孔隙率，能够很好的模拟细胞外基质的结构，为细胞的生长和增殖提供良好的微环境。Martin等人【Martin et al.，Polyhydroxyalkanoate nerve regeneration devices，W.O.Pat.No.2005020825】利用聚羟基脂肪酸酯使用相分离的方法制得神经导管并用于神经修复，证明能够很好的促进轴突再生。杨庆等人【杨庆等，一种具有双层结构的生物可降解神经导管及其制备方法：201110028781.1[P].2013-01-26】利用静电纺丝技术制备一种具有双层结构的生物可降解神经导管，该导管是由作为骨架结构的聚乙交酯-丙交酯PLGA制成的网状单丝内衬和作为外层结构的可降解生物材料制成的纳米纤维毡构成的，此神经导管具备高比表面积、高孔隙率、三维网络状的结构，在起到导向、输送养分作用的同时还能够很好的促进受损神经再生修复。虽然人工合成神经导管具有良好的生物学性能，但是单通道的神经导管可能会导致神经细胞在生长时会出现分散。尤其是对于长距离的神经损失，这些导管与正常神经结构差距较远，单通道神经导管不利于轴突的附着延伸生长，可能会阻碍轴突生长或者导致神经的错位对接。敖强等人【敖强等，一种制作轴向多通道神经导管的专用模具：200420009148.3[P].2004-06-25】发明一种用于制作轴向多通道神经导管，通过将生物材料注入模具中，经过成型、冷冻、干燥、脱酸处理，最终得到较为理想的轴向多通道神经导管用于修复周围神经损伤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双层多通道神经导管及其制备方法，本发明生物相容性好，力学性能好，能够促进神经细胞沿着导管内多个通道轴向生长，促进受损神经长距离修复再生；本发明本制备方法操作简单，成本低廉，生物可降解，具有很好的应用前景。
本发明的一种双层多通道神经导管，双层多通道神经导管由天然生物材料制成的多通道内层结构和可降解生物材料制成的纳米纤维膜外层结构组成。
所述天然生物材料为明胶、壳聚糖、胶原蛋白、丝素蛋白中的一种或几种。
所述可降解生物材料为聚乳酸PLA、聚己内酯PCL、聚乳酸-己内酯共聚物PLCL、聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA、聚乙烯醇PVA中的一种或者几种。
本发明的一种双层多通道神经导管的制备方法，包括：
(1)采用热致相分离法，利用天然生物材料在聚四氟乙烯管状模具中制备得到多通道内层导管；
(2)将可降解生物材料溶于有机溶剂中，搅拌，得到质量分数为8％-10％的纺丝溶液；然后将多通道内层导管作为接收装置，进行高压静电纺丝，即得双层多通道神经导管。
所述步骤(1)为：称取天然生物材料，溶解于水中，于60-70℃下水浴搅拌0.5-2h后混匀，然后注入已经放置好细铁丝的聚四氟乙烯模具中，-80℃冷冻12-24h，取出后干燥8-12h，取出，即得多通道内层神经导管其中天然生物材料和水的质量体积比为0.1-0.5g：5-10ml。
所述步骤(1)中聚四氟乙烯管状模具包括：中空导管、多孔塞和细铁丝，其中细铁丝是可插在多孔塞上，中孔导管是可套在细铁丝上，多孔塞是可塞在中孔导管两端。
所述中空导管的管内径为2-4mm，管壁厚为0.2-0.5mm。
所述多孔塞上有2个、3个、5个或10个数目的孔，孔径是0.2-0.3um。
所述步骤(2)中有机溶剂为四氢呋喃、六氟异丙醇、丙酮、氯仿、三氟乙酸中的一种或几种。
所述步骤(2)中高压静电纺丝的工艺参数为推进泵的流量为1-1.5ml/h，外加高压为8-10kv，接收距离为10-15cm。
本发明提供一种双层多通道神经导管的制备方法，该方法是首先采用热致相分离法在聚四氟乙烯管状模具中利用天然生物材料制得多通道内层导管，将***细铁丝2的多孔塞3塞在中空导管1上，然后向其中注入已经配置好的天然生物材料溶液，-80℃下冷冻24h，干燥12h，将细铁丝3拔出，可以得到多通道内层导管；然后配置好可降解的静电纺丝液，利用静电纺丝设备在多通道内层导管上进行纺丝，最终得到双层多通道神经导管。
理想的双层多通道神经导管不仅具有良好的生物相容性还具有较好的力学性能。其材料一般选择天然生物材料作为导管内层，而外层使用可降解生物材料提供良好的力学性能，可以通过控制材料的浓度来控制神经导管的强度；通过调节模具的规格来控制神经导管导管的壁厚、孔隙率、通道尺寸；通过控制外层静电纺丝参数来控制外层神经导管的力学性能、孔隙率、壁厚等。本发明可以应用于周围神经***的修复。
有益效果
(1)本发明的优点在于巧妙的将热致相分离技术和静电纺丝技术结合，从而获得了不仅具有良好生物相容性，同时还具有好的力学性能的神经导管；
(2)本方法操作简单，可重复性好经济效益高。
附图说明
图1为聚四氟乙烯模具示意图(a)及10孔的多孔塞局部放大示意图(b)；其中聚四氟乙烯模具示意图中(1)为中孔导管，(2)为细铁丝，(3)为多孔塞；
图2为双层多通道神经导管外观图(a)及导管横截面扫描电子显微照片(b)；
图3为双层多通道神经导管细胞增殖实验数据；
图4为双层多通道神经导管拉伸前后的照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
用电子天平称取0.2g明胶，溶解于10ml水中，于60℃下水浴搅拌越2h后混均一，将明胶溶液注入已经放置好10根细铁丝的聚四氟乙烯模具中，-80℃冷冻24h，取出后放入冷冻干燥机中干燥12h，取出即得多通道内层神经导管。用电子天平称取0.8g聚乳酸-己内酯共聚物PLCL，溶解于10ml六氟异丙醇中，常温下搅拌2h后混合均一，得到纺丝溶液。以上述所得多通道内层神经导管为接收装置，将PLCL纺丝液进行静电纺丝，工艺参数为：12kv的高压，推进泵速度为1ml/h，接收距离为10cm。可以得到直径为2mm，长度为5cm的双层10通道神经导管。
实施例2
用电子天平称取0.2g明胶，溶解于10ml水中，于60℃下水浴搅拌越2h后混均一，将明胶溶液注入已经放置好10根细铁丝的聚四氟乙烯模具中，-80℃冷冻24h，取出后放入冷冻干燥机中干燥12h，取出即得多通道内层神经导管。用电子天平称取1.0g聚乳酸共聚物PLCL，溶解于10ml六氟异丙醇中，常温下搅拌2h后混合均一，得到纺丝溶液。以上述所得多通道内层神经导管为接收装置，将PCL纺丝液进行静电纺丝，工艺参数为：10kv的高压，推进泵速度为1ml/h，接收距离为10cm。可以得到直径为2mm，长度为5cm的双层10通道神经导管。
实施例3
用实施例1中制备所得到的双层多通道神经导管，灭菌后种植上雪旺细胞培养，分别于1天，3天和5天利用MTT法检测其细胞增殖情况。实验结果见图3，发现该多通道双层神经导管上的细胞增殖数量要远远多于空白对照组，说明该多通道双层神经导管具有良好的细胞相容性。截取实例1中制备得到的多通道双层神经导管的一部分后，进行拉伸试验，试验结果见图4，证明该双层多通道神经导管具有很好的力学拉伸性能。
Claims (10)
1.一种双层多通道神经导管，其特征在于：双层多通道神经导管由天然生物材料制成的多通道内层结构和可降解生物材料制成的纳米纤维膜外层结构组成。
2.根据权利要求1所述的一种双层多通道神经导管，其特征在于：所述天然生物材料为明胶、壳聚糖、胶原蛋白、丝素蛋白中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种双层多通道神经导管，其特征在于：所述可降解生物材料为聚乳酸PLA、聚己内酯PCL、聚乳酸-己内酯共聚物PLCL、聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA、聚乙烯醇PVA中的一种或者几种。
4.一种如权利要求1-3任一所述的双层多通道神经导管的制备方法，包括：
(1)采用热致相分离法，利用天然生物材料在聚四氟乙烯管状模具中制备得到多通道内层导管；
(2)将可降解生物材料溶于有机溶剂中，搅拌，得到质量分数为8％-10％的纺丝溶液；然后将多通道内层导管作为接收装置，进行高压静电纺丝，即得双层多通道神经导管。
5.根据权利要求4所述的一种双层多通道神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的热致相分离法为：称取天然生物材料，溶解于水中，于60-70℃下水浴搅拌0.5-2h后混匀，然后注入已经放置好细铁丝的聚四氟乙烯模具中，-80℃冷冻12-24h，取出后干燥8-12h，取出，即得多通道内层神经导管其中天然生物材料和水的质量体积比为0.1-0.5g：5-10ml。
6.根据权利要求4所述的一种双层多通道神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚四氟乙烯管状模具包括：中空导管、多孔塞和细铁丝，其中细铁丝插在多孔塞上，中孔导管套在细铁丝上，多孔塞塞在中孔导管两端。
7.根据权利要求6所述的一种双层多通道神经导管的制备方法，其特征在于：所述中空导管的管内径为2-4mm，管壁厚为0.2-0.5mm。
8.根据权利要求6所述的一种双层多通道神经导管的制备方法，其特征在于：所述多孔塞上有2个、3个、5个或10个数目的孔，孔径是0.2-0.3um。
9.根据权利要求4所述的一种双层多通道神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中有机溶剂为四氢呋喃、六氟异丙醇、丙酮、氯仿、三氟乙酸中的一种或几种。
10.根据权利要求4所述的一种双层多通道神经导管的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中高压静电纺丝的工艺参数为推进泵的流量为1-1.5ml/h，外加高压为8-10kv，接收距离为10-15cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150304 |