CN106110396A - 一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，呈“皮‑芯”结构。“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成。微通道与纳米纤维取向平行。“皮”是由取向纳米纤维膜和无规纳米纤维膜复合而成。其制备方法是利用静电纺丝技术，采用高速旋转收集辊先收集一层取向纳米纤维，然后按照纤维取向，平行排列表面涂覆的长丝，再次静电纺丝喷覆形成通道层，此后将长丝取出，形成含有微通道的纳米纤维膜。最后通过卷绕、包覆及静电纺丝喷覆，最终形成含有微通道及取向纳米纤维束的神经导管。该导管制备工艺简单，易于产业化，其尺寸可调，适用于受损长度为10‑30mm的神经修复。

Description

一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管及其制备方法。
背景技术
神经***再生能力有限，先天畸形、外伤、手术等造成的神经损伤均会导致支配区感觉丧失、运动障碍及神经源性疼痛等。短距离神经缺损，可直接手术缝合，但大于1cm的长段周围神经缺损，需采用自体神经移植或通过人工神经移植物辅助神经再生。采用自体神经移植修复虽然效果尚可，但存在来源受限、残留供区感觉功能障碍、增加供区创伤、需要多次手术等缺点，因此人工构建的神经移植物成为神经再生的研究重点。神经细胞再生是神经功能恢复的前提，神经细胞再生的首要条件是要有合适的生长环境。人们开发了许多不同材料组成及构型的移植物，试图引导轴突生长，提高神经再生的能力，如长丝、纤维束、中空纤维、多层管等，其中静电纺纳米纤维在神经修复中的应用研究尤其受到人们的关注。
近年研究发现静电纺丝纳米纤维用于神经修复具有以下优点：(1)纳米级纤维具有高比表面积，增加了细胞和纤维的接触面积，可携带并释放药物、蛋白、核酸等多种生物化学物质，不但利于神经细胞黏附、迁移、增殖，还可促进轴突伸展；(2)对比无序和有序排列纳米纤维看，目前研究已证明取向纳米纤维的确对轴突伸展具有引导作用，这对神经再生与修复具有重要意义；(3)纳米纤维支架能够模仿细胞外基质，为神经细胞再生提供合适生长环境，具有高渗透性，有利于营养物质、O2渗透及细胞摄取和代谢产物排出。
基于以上优势，人们纷纷利用纳米纤维构建神经导管及其移植物。前期人们主要是将静电纺纳米纤维收集于高速旋转的细金属转棍上，直接形成的纤维管。如专利CN101439205A、CN 102091353A和CN 102671235A等均是采用不同的高聚物和填充材料，利用单喷头或同轴静电纺丝技术，将纳米纤维直接喷覆在高速转棍上，将转棍取出后形成神经导管。利用该方法制备的神经导管，其最大问题是纤维取向与导管轴向垂直，不利于引导受损神经沿着导管轴向生长。于是利用高速转辊收集形成取向纳米纤维膜，垂直于纤维取向将该膜卷绕成神经导管成为人们的选择，专利CN 102525689A和CN 103127548A等就是采用不同材料组成的高取向纤维膜，通过卷绕方法形成了神经导管。然而该卷绕管在进一步的修复研究中也发现了诸多问题，突出表现在：通过卷绕形成的神经导管只有一个中腔，仅在导管内壁含有取向纳米纤维，而神经是束状结构，难以高效引导受损神经。因此，将纤维膜直接卷绕成束状将提高接触引导效率。然而，单一的卷绕将使纤维膜间缺乏空隙，不利于神经长入。此外管状移植物在手术中及手术后易塌陷，不利于营养传输与神经长入。因此设计新的成膜方式和卷绕方法，构建含有微通道、微导管、空隙层的复合结构物，而不仅仅是含有一个中腔的管状物，将成为该领域的重要发展方向。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管及其制备方法，能够修复超过1cm受损距离，感知与运动功能恢复明显的神经导管，改变现有纳米纤维管状移植物的不足，并能提高生产效率。
技术方案：一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，所述导管是由“皮-芯”结构构成，所述的“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，所述的微通道直径为30-200um，与纳米纤维取向平行，所述的纳米纤维直径为80-450nm；所述的“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。
作为优化：所述“芯”的材料由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种天然聚合物组成，或由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，也可以是由上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成；按重量计，“芯”的重量占85-90％。
作为优化：所述“皮”的材料为聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成。
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种，或聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，或上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成的聚合物溶解在挥发性溶剂中，采用静电纺丝技术，利用直径为200mm的高速转辊收集，转速为1000-3000rpm，形成高取向纳米纤维膜，以此作为微通道纳米纤维膜的“基层”；
(2)平行于纳米纤维取向，在已形成的“基层”表明平行排列直径为32-210um的长丝，间距为0.02-0.2mm；所述的长丝采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)预先涂覆处理；
(3)利用纺制基层的高聚物与工艺条件，继续静电纺丝，在已排列长丝的“基层”表明形成“通道层”；
(4)将纤维膜从高速转辊取下，根据长丝表面涂覆材料的不同，将纤维膜放于40-95℃的水或乙醇中处理10-30min中，然后把长丝从纤维膜中抽出，在“基层”与“通道层”间形成直径为30-200um的微通道；
(5)垂直于纳米纤维方向，将该含有微通道的纤维膜剪成10-30mm的长条；
(6)将长条的“基层”贴附在细的金属圆辊上，然后卷绕成直径为1-3mm的卷绕物，形成神经导管的纳米纤维束“芯”；
(7)聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种溶解在挥发性溶剂中，利用直径为200mm的高速转辊收集，转速为1000-3000rpm，收集4-6h，形成厚度为15-25um的高取向纤维膜；
(8)垂直于纤维取向，将步骤(7)中的纤维膜剪成比步骤(5)中长条宽4mm的长条，包裹在步骤(6)形成的该卷绕物表面，包裹1-2层，两端形成2mm的“鞘”；
(9)将步骤(7)中的聚合物溶液静电纺丝，在步骤(8)形成的卷绕物表面喷覆一层无规纳米纤维膜，最终形成神经导管的“皮”；
(10)将金属圆辊抽出，形成含有微通道及取向纳米纤维的神经导管。
作为优化：除膜内含有微通道外，在纤维膜间还含有20-200um的通道。
作为优化：所述“鞘”的缝合强力为2-2.7N/针，“芯”的降解速度为3-12周，“鞘”的降解速度为8-20周。
作为优化：其总长度为14-34mm，经过卷绕的纳米纤维束“芯”长度为10-30mm，神经导管两端具有长度为2mm的缝合鞘，可用于受损长度为10-30mm的神经修复。
有益效果：本发明构建方法是先将具有良好生物相容的高聚物静电纺丝，以高速转辊收集，形成多通道高取向纳米纤维膜。垂直于纤维取向，通过各种卷绕方式，形成含有微通道的纤维束，以此作为神经移植物的“芯”。在芯的表面再包覆1-2层取向纳米纤维膜，形成“鞘”的内层，最后静电喷覆形成“鞘”外层。具体优势如下：
(1)实现含有纳米纤维束的神经导管构建。目前构建的含有取向纳米纤维的神经导管主要有两种，一是通过高速转辊直接收集纳米纤维并形成导管，该纤维的取向与管的轴向垂直，不利于引导神经生长；另一种是通过卷绕形成的仅含有一个中腔的导管，该导管仅能通过管壁的取向纳米纤维引导神经生长，而神经是束状结构，难以高效引导。本发明将利用取向纳米纤维膜通过各种方式卷绕，形成纳米纤维束，纤维取向与神经长入方向一致，高效引导神经再生。
(2)实现在移植物内含有微通道。传统的纳米纤维膜尽管有许多孔洞，但层状卷绕后，缺乏通道，不利于神经长入。本发明为改善这一弊端，拟在静电纺丝过程中，嵌入支撑物，纺丝完成后抽取支撑物形成“层内”微通道，通过卷绕后再形成“层间”通道，增加再生神经的生长与引导空间。
(3)实现快速构建。本发明是先一次性纺制含有微通道的高取向纳米纤维膜，然后根据受损神经长度，垂直于纤维取向，剪取纤维膜，然后卷绕形成纳米纤维束。最后，卷绕单层取向纳米纤维膜并通过静电喷覆形成无纺纳米纤维层以提高其强度。该构建技术极大提高了原先利用转辊收集纳米纤维形成导管的生产速度，便于未来产业化生产。
附图说明
图1为本发明的不同转速下聚乳酸纤维的代表性图像示意图；
图2为本发明对于三电机速度径向像素强度的FFT图；
图3为本发明神经导管横截面扫描电镜电镜照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，导管是由“皮-芯”结构构成。
“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，微通道直径为30um，与纳米纤维取向平行，纳米纤维直径为80nm。“芯”的材料由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原这几种天然聚合物组成；按重量计，“芯”的重量占85％。
“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。“皮”的材料为聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯合成聚合物组成。
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原这几种组成的聚合物溶解在挥发性溶剂中，采用静电纺丝技术，利用高速转辊收集，转速为1000rpm，直径为200mm，形成高取向纳米纤维膜，以此作为微通道纳米纤维膜的“基层”；
(2)平行于纳米纤维取向，在已形成的“基层”表明平行排列直径为32um的长丝，间距为0.02mm；长丝采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)预先涂覆处理；
(3)利用纺制基层的高聚物与工艺条件，继续静电纺丝，在已排列长丝的“基层”表明形成通道层；
(4)收集6h后，将纤维膜从高速转辊取下，根据长丝表面涂覆材料的不同，将纤维膜放于40℃的水或乙醇中处理10min中，然后把长丝从纤维膜中抽出，在“基层”与“通道层”间形成直径为30um的微通道；
(5)垂直于纳米纤维方向，将该含有微通道的纤维膜剪成10mm的长条；
(6)将长条的“基层”贴附在细的金属圆辊上，然后卷绕成直径为1mm的卷绕物，形成神经导管的纳米纤维束“芯”；
(7)聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯合成聚合物组成的溶解在挥发性溶剂中，利用高速转辊收集，转速为1000rpm，转辊直径为200mm，收集4h，形成厚度为15um的高取向纤维膜；
(8)垂直于纤维取向，将步骤(7)中的纤维膜剪成比步骤(5)中长条宽4mm的长条，包裹在步骤(6)形成的该卷绕物表面，包裹1层，两端形成2mm的“鞘”；
(9)将步骤(7)中的聚合物溶液静电纺丝，在步骤(8)形成的卷绕物表面喷覆一层无规纳米纤维膜，最终形成神经导管的“皮”；
(10)将金属圆辊抽出，形成含有微通道及取向纳米纤维的神经导管。
其中，除膜内含有微通道外，在纤维膜间还含有20um的通道。“鞘”的缝合强力为2N/针，“芯”的降解速度为3周，“鞘”的降解速度为8周。其总长度为14mm，经过卷绕的纳米纤维束“芯”长度为10mm，神经导管两端具有长度为2mm的缝合鞘，可用于受损长度为10mm的神经修复。
实施例2
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，导管是由“皮-芯”结构构成。
“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，微通道直径为200um，与纳米纤维取向平行，纳米纤维直径为450nm。“芯”的材料由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成；按重量计，“芯”的重量占90％。
“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。“皮”的材料为聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成。
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的聚合物溶解在挥发性溶剂中，采用静电纺丝技术，利用高速转辊收集，转速为3000rpm，直径为200mm，形成高取向纳米纤维膜，以此作为微通道纳米纤维膜的“基层”；
(2)平行于纳米纤维取向，在已形成的“基层”表明平行排列直径为210um的长丝，间距为0.2mm；长丝采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)预先涂覆处理；
(3)利用纺制基层的高聚物与工艺条件，继续静电纺丝，在已排列长丝的“基层”表明形成通道层；
(4)收集12h后，将纤维膜从高速转辊取下，根据长丝表面涂覆材料的不同，将纤维膜放于95℃的水或乙醇中处理30min中，然后把长丝从纤维膜中抽出，在“基层”与“通道层”间形成直径为200um的微通道；
(5)垂直于纳米纤维方向，将该含有微通道的纤维膜剪成30mm的长条；
(6)将长条的“基层”贴附在细的金属圆辊上，然后卷绕成直径为3mm的卷绕物，形成神经导管的纳米纤维束“芯”；
(7)聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成组成的聚合物溶解在挥发性溶剂中，利用高速转辊收集，转速为3000rpm，转辊直径为200mm，收集6h，形成厚度为25um的高取向纤维膜；
(8)垂直于纤维取向，将步骤(7)中的纤维膜剪成比步骤(5)中长条宽4mm的长条，包裹在步骤(6)形成的该卷绕物表面，包裹1-2层，两端形成2mm的“鞘”；
(9)将步骤(7)中的聚合物溶液静电纺丝，在步骤(8)形成的卷绕物表面喷覆一层无规纳米纤维膜，最终形成神经导管的“皮”；
(10)将金属圆辊抽出，形成含有微通道及取向纳米纤维的神经导管。
其中，除膜内含有微通道外，在纤维膜间还含有200um的通道。“鞘”的缝合强力为2.7N/针，“芯”的降解速度为12周，“鞘”的降解速度为20周。其总长度为34mm，经过卷绕的纳米纤维束“芯”长度为30mm，神经导管两端具有长度为2mm的缝合鞘，可用于受损长度为30mm的神经修复。
实施例3
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，导管是由“皮-芯”结构构成。
“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，微通道直径为130um，与纳米纤维取向平行，纳米纤维直径为380nm。“芯”的材料由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原的天然聚合物，和由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成的聚合物组成；按重量计，“芯”的重量占87％。
“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。“皮”的材料为聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成。
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原的天然聚合物，和由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成的聚合物溶解在挥发性溶剂中，采用静电纺丝技术，利用高速转辊收集，转速为1900rpm，直径为200mm，形成高取向纳米纤维膜，以此作为微通道纳米纤维膜的“基层”；
(2)平行于纳米纤维取向，在已形成的“基层”表明平行排列直径为133um的长丝，长丝间距为0.13mm；长丝采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)预先涂覆处理；
(3)利用纺制基层的高聚物与工艺条件，继续静电纺丝，在已排列长丝的“基层”表明形成通道层；
(4)收集9h后，将纤维膜从高速转辊取下，根据长丝表面涂覆材料的不同，将纤维膜放于77℃的水或乙醇中处理19min中，然后把长丝从纤维膜中抽出，在“基层”与“通道层”间形成直径为130um的微通道；
(5)垂直于纳米纤维方向，将该含有微通道的纤维膜剪成14mm的长条；
(6)将长条的“基层”贴附在细的金属圆辊上，然后卷绕成直径为2mm的卷绕物，形成神经导管的纳米纤维束“芯”；
(7)聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物溶解在挥发性溶剂中，利用高速转辊收集，转速为1600rpm，转辊直径为200mm，收集5h，形成厚度为19um的高取向纤维膜；
(8)垂直于纤维取向，将步骤(7)中的纤维膜剪成比步骤(5)中长条宽4mm的长条，包裹在步骤(6)形成的该卷绕物表面，包裹2层，两端形成2mm的“鞘”；
(9)将步骤(7)中的聚合物溶液静电纺丝，在步骤(8)形成的卷绕物表面喷覆一层无规纳米纤维膜，最终形成神经导管的“皮”；
(10)将金属圆辊抽出，形成含有微通道及取向纳米纤维的神经导管。
其中，除膜内含有微通道外，在纤维膜间还含有150um的通道。“鞘”的缝合强力为2.3N/针，“芯”的降解速度为9周，“鞘”的降解速度为12周。其总长度为22mm，经过卷绕的纳米纤维束“芯”长度为18mm，神经导管两端具有长度为2mm的缝合鞘，可用于受损长度为19mm的神经修复。
本发明通过扫描电镜观察和力学性能测试，验证了该神经导管的可行性，通过外部刺激和组织学观察了神经修复效果。
1、纳米纤维膜的形态观察与取向表征：
利用扫描电镜观察纤维形态，并利用Photoshop软件测试纤维直径，利用ImageJ软件和Oval Profile插件表征纤维取向，即通过傅里叶变换(FFT)将扫描电镜照片转换为像素图，然后利用Oval Profile插件，以像素图中心为圆心，以1°为间隔，沿半径反向计算像素强度和，纤维取向越高，像素和差异越大，形成的峰就越窄越高。
2、断裂强力测试
采用MTS-Tytron 250微型强力机，沿平行与垂直纤维排列方向，测试纤维膜力学性能，纤维膜长度为70mm，宽度5mm，夹持长度30mm，拉伸速度为0.05cm/s，每个试样测试5次。先测试膜的面密度，然后依次计算比应力和工程应力，具体公式如下：
tex—纤维线密度单位，指1000m长的纤维所具有的重量，ρpolymer—聚合物密度。
3、缝合强力测试
在距离缝合端2mm处，利用MTS-Tytron 250强力机测试缝合强力，拉伸速度为0.05cm/s，每个试样测试3次。
4、体内移植
SD大鼠称质量后10％水合氯醛(300mL/kg)腹腔注射麻醉，取左后肢股后外侧切口长约4cm，于股后肌间隙找到坐骨神经，在梨状肌下方约5mm处切除8mm长的坐骨神经，使其断端回缩造成10mm长神经缺损。然后，将神经断端分别套入神经移植物“鞘”内1mm，显微镜下7-0无创缝合针线将神经外膜与神经移植物“鞘”层缝合两三针固定。
5、PLA纳米纤维形态与取向观察
现有研究表明，在取向纳米纤维上的神经元突起长度明显比在无序纳米纤维上的长，取向纳米纤维能够引导轴突生长。因此，我们首先研究了静电纺丝转辊转速这一影响纤维取向的最重要因素。图1显示了在不同转速下获得的扫描电镜照片及其傅里叶变换照片，以1°为间隔，沿半径方向的像素强度和统计显示在图1中。结果显示，转速为1000rpm时获得的纤维扫描电镜照片经傅里叶转换后，0-180°内(181-360°对称)像素强度几乎相同，表明纤维呈无序状排列。而当转速达到1500rpm时，从扫描电镜直观观察，或沿纤维取向，像素和明显提高，图2中可观察到明显的峰状像素强度图，说明在该转速下可获得一致的取向性。在高压静电作用下，喷射流的螺旋形快速伸展与分化被认为是纳米纤维无序状原因，当收集转辊表面线转速等于或大于静电纺丝速度时，能够拉直喷射流故能获得理想的纤维取向。然而当转速达到2000rpm时，从图1、图2中又可发现纤维的取向性下降，这可能是高速转辊表面的气流所致。
6、神经移植物性能
传统意义上，神经移植物大多设计成管状，以便于神经断端缝合和长入。然而，如果直接利用细转辊收集纳米纤维形成管状移植物，纤维是径向平行排列，而非轴向平行，这将不利于神经的接触引导。为克服这一不足，我们设计了先纺丝再卷绕的构建方法，该方法形成的神经移植物的外观形态，它的长度和直径可根据受损神经的尺寸予以调整，在本实验中移植物纤维束长度为10mm，直径为3mm，整个移植物的直径为3.2mm，长度15mm左右。图3(a)、(b)、(c)为移植物扫描电镜照片，放大倍数分别为50(a)，500(b)，5000(c)倍由图3(b)和图3(c)能进一步观察到该移植物由数以万计的平行纳米组成，纤维直径480±75nm，这为受损神经提供了更多接触引导可能。此外，通过卷绕形成的纤维束还会产生较多的层间空隙，这又将便于细胞迁入和营养与代谢物的转移。
综上所述，在合适的静电纺丝工艺条件下，利用高速转辊能够获得理想取向的PLA纳米纤维膜，力学性能测试发现该膜在平行纤维方向具有良好的柔韧性。通过两次卷绕和一次静电纺丝喷覆后形成的含有纳米纤维束的“芯鞘”式神经移植物，具有满足临床手术的缝合强力，移植后发现在受损神经近、远端均有再生神经和血旺细胞长入，再生的神经能够穿过受损间距，与纤维取向一致，表明该移植物构建和体内移植神经修复的可行性。
本发明构建方法是先将具有良好生物相容的高聚物静电纺丝，以高速转辊收集，形成多通道高取向纳米纤维膜。垂直于纤维取向，通过各种卷绕方式，形成含有微通道的纤维束，以此作为神经移植物的“芯”。在芯的表面再包覆1-2层取向纳米纤维膜，形成“鞘”的内层，最后静电喷覆形成“鞘”外层。具体优势如下：
(1)实现含有纳米纤维束的神经导管构建。目前构建的含有取向纳米纤维的神经导管主要有两种，一是通过高速转辊直接收集纳米纤维并形成导管，该纤维的取向与管的轴向垂直，不利于引导神经生长；另一种是通过卷绕形成的仅含有一个中腔的导管，该导管仅能通过管壁的取向纳米纤维引导神经生长，而神经是束状结构，难以高效引导。本发明将利用取向纳米纤维膜通过各种方式卷绕，形成纳米纤维束，纤维取向与神经长入方向一致，高效引导神经再生。
(2)实现在移植物内含有微通道。传统的纳米纤维膜尽管有许多孔洞，但层状卷绕后，缺乏通道，不利于神经长入。本发明为改善这一弊端，拟在静电纺丝过程中，嵌入支撑物，纺丝完成后抽取支撑物形成“层内”微通道，通过卷绕后再形成“层间”通道，增加再生神经的生长与引导空间。
(3)实现快速构建。本发明是先一次性纺制含有微通道的高取向纳米纤维膜，然后根据受损神经长度，垂直于纤维取向，剪取纤维膜，然后卷绕形成纳米纤维束。最后，卷绕单层取向纳米纤维膜并通过静电喷覆形成无纺纳米纤维层以提高其强度。该构建技术极大提高了原先利用转辊收集纳米纤维形成导管的生产速度，便于未来产业化生产。

Claims (7)

1.一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，其特征在于：所述导管是由“皮-芯”结构构成，所述的“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，所述的微通道直径为30-200um，与纳米纤维取向平行，所述的纳米纤维直径为80-450nm；所述的“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。
2.根据权利要求1所述的含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，其特征在于：所述“芯”的材料由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种天然聚合物组成，或由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，也可以是由上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成；按重量计，“芯”的重量占85-90％。
3.根据权利要求1所述的含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，其特征在于：所述“皮”的材料为聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成。
4.一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种，或聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，或上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成的聚合物溶解在挥发性溶剂中，采用静电纺丝技术，利用直径为200mm的高速转辊收集，转速为1000-3000rpm，形成高取向纳米纤维膜，以此作为微通道纳米纤维膜的“基层”；
(2)平行于纳米纤维取向，在已形成的“基层”表明平行排列直径为32-210um的长丝，间距为0.02-0.2mm；所述的长丝采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)预先涂覆处理；
(3)利用纺制基层的高聚物与工艺条件，继续静电纺丝，在已排列长丝的“基层”表明形成“通道层”；
(4)将(3)所制备的纤维膜从高速转辊取下，根据长丝表面涂覆材料的不同，将纤维膜放于40-95℃的水或乙醇中浸泡处理10-30min中，然后把长丝从纤维膜中抽出，在“基层”与“通道层”间形成直径为30-200um的微通道；
(5)垂直于纳米纤维方向，将该含有微通道的纤维膜剪成10-30mm的长条；
(6)将长条的“基层”贴附在直径为0.5mm的细金属圆辊上，然后卷绕成直径为1-3mm的卷绕物，形成神经导管的纳米纤维束“芯”；
(7)聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种溶解在挥发性溶剂中，利用直径为200mm的高速转辊收集，转速为1000-3000rpm，收集4-6h，形成厚度为15-25um的高取向纤维膜；
(8)垂直于纤维取向，将步骤(7)中的纤维膜剪成比步骤(5)中长条宽4mm的长条，包裹在步骤(6)形成的卷绕物表面，包裹1-2层，两端形成2mm的“鞘”；
(9)将步骤(7)中的聚合物溶液静电纺丝，在步骤(8)形成的卷绕物表面喷覆一层无规纳米纤维膜，形成神经导管的“皮”；
(10)将金属圆辊抽出，形成含有微通道及取向纳米纤维的神经导管。
5.根据权利要求4所述的含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，其特征在于：除膜内含有微通道外，在纤维膜间还含有20-200um的微通道。
6.根据权利要求4所述的含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，其特征在于：所述“鞘”的缝合强力为2-2.7N/针，“芯”的降解速度为3-12周，“鞘”的降解速度为8-20周。
7.根据权利要求4所述的含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，其特征在于：其总长度为14-34mm，经过卷绕的纳米纤维束“芯”长度为10-30mm，神经导管两端具有长度为2mm的缝合鞘，适用于受损长度为10-30mm的神经修复。
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