一種用于橋接缺損神經(jīng)的復(fù)合修復(fù)材料及其支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到一種實(shí)現(xiàn)神經(jīng)快速橋接的修復(fù)材料，特別涉及一種便于手術(shù)操作， 實(shí)現(xiàn)缺損神經(jīng)快速橋接的復(fù)合修復(fù)材料及其支架的組成、制備和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 臨床上由于外傷導(dǎo)致的中樞和周?chē)窠?jīng)損傷非常常見(jiàn)，中長(zhǎng)距離的神經(jīng)缺損通常 不能依靠端對(duì)端的縫合來(lái)彌補(bǔ)。臨床上最常用的移植材料是自體神經(jīng)，但供體直徑細(xì)，可切 取的數(shù)量非常有限，難以滿(mǎn)足臨床需要，因此必須依靠修復(fù)材料或移植支架來(lái)橋接修復(fù)。尋 找和研制較為合適的修復(fù)材料或移植支架是解決缺損神經(jīng)修復(fù)的關(guān)鍵。目前除了自體神經(jīng) 成為首選的神經(jīng)缺損橋接移植物外，在人類(lèi)自身仍未找到較為理想、并得到共認(rèn)和在臨床 上廣泛應(yīng)用的神經(jīng)移植替代材料。但自體神經(jīng)移植的神經(jīng)來(lái)源有限，并且存在神經(jīng)的組織 結(jié)構(gòu)和尺寸難以匹配等原因，因此未能在臨床上廣泛使用。
[0003] 隨著組織工程學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展，為構(gòu)建自體神經(jīng)移植替代品提供了一條新的出 路。近二十多年來(lái)，人們嘗試了多種生物可降解高分子材料，其中包括聚乙醇酸（PGA)、聚乳 酸（PLA)、乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA)、殼聚糖、明膠、硅膠等材料，但在實(shí)際使用中還都 存在著各自不同的缺點(diǎn)。
[0004] 絲素蛋白來(lái)自于天然蠶絲，是由18種氨基酸所組成。研究表明，絲素蛋白具有良 好的生物親和性.無(wú)毒，無(wú)污染，可生物降解，可望發(fā)展成為人工神經(jīng)修復(fù)材料用于神經(jīng)損 傷治療，為神經(jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)提供良好的誘導(dǎo)作用和必要的生長(zhǎng)空間。
[0005] 神經(jīng)瘤是損傷神經(jīng)修復(fù)過(guò)程中不希望出現(xiàn)的，一旦發(fā)生，很難逆轉(zhuǎn)。神經(jīng)瘤是由致 密膠原基質(zhì)中雜亂軸突、雪旺氏（Schwann)細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)膜細(xì)胞和神經(jīng)束膜細(xì)胞與周?chē)?成纖維細(xì)胞的混亂結(jié)構(gòu)組成的。當(dāng)向遠(yuǎn)端神經(jīng)或靶器官的神經(jīng)修復(fù)失敗及神經(jīng)纖維不適當(dāng) 和不規(guī)律地再生到周?chē)毯劢M織時(shí)形成神經(jīng)瘤。但將抗腫瘤藥物加入到神經(jīng)修復(fù)材料中， 雖可抑制神經(jīng)瘤形成，但同時(shí)抑制神經(jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)，形成神經(jīng)細(xì)胞修復(fù)的屏障。
[0006] 臨床上主要靠直接縫合術(shù)來(lái)連接斷端神經(jīng)，但是對(duì)于缺損較大的神經(jīng)，無(wú)法直接 縫合。已有的再生或修復(fù)材料實(shí)現(xiàn)神經(jīng)橋接所需的操作技術(shù)要求高、耗時(shí)長(zhǎng)、容易復(fù)發(fā)性撕 裂等。此外，合成的高分子聚合物作為修復(fù)材料，盡管力學(xué)強(qiáng)度好，但對(duì)于神經(jīng)軸突的生長(zhǎng) 沒(méi)有誘導(dǎo)作用。而膠原為基質(zhì)的導(dǎo)管或支架，無(wú)法發(fā)揮神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)功能，并且容易引起排 異反應(yīng)。以蠶絲為材料的絲素纖維，具有神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)功能，可以發(fā)揮一定的暫時(shí)替代作 用，但是對(duì)于防止神經(jīng)瘤形成并不起到任何作用。
[0007] 近年來(lái)，不少?lài)?guó)家的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)投入了大量人力、物力與資金對(duì)神經(jīng)修復(fù)材 料進(jìn)行研究。但是已有報(bào)道的神經(jīng)修復(fù)策略中缺乏一種理想的神經(jīng)修復(fù)材料，既能為神經(jīng) 再生提供最佳的理化和生物學(xué)微環(huán)境，又能保證手術(shù)操作簡(jiǎn)便快捷，術(shù)后無(wú)復(fù)發(fā)性撕裂等 問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)吻合操作的快捷、安全和預(yù)后好的多重目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種新型橋接缺損神經(jīng)的復(fù) 合修復(fù)材料及其支架，既能為神經(jīng)再生提供最佳的理化和生物學(xué)微環(huán)境，又能提供良好的 力學(xué)性能，保證手術(shù)操作簡(jiǎn)便快捷的完成。
[0009] 本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)損傷的治療效果不理想，主要難題之一是沒(méi)有一種材料 可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)理想的神經(jīng)修復(fù)所需要的所有條件。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了一種符 合神經(jīng)吻合手術(shù)的復(fù)合修復(fù)材料及支架，可以滿(mǎn)足理想的神經(jīng)橋接和修復(fù)的需要。
[0010] 本發(fā)明的一種用于橋接缺損神經(jīng)的復(fù)合修復(fù)材料及其支架，所述的復(fù)合材料是由 絲素層-膠原層-高分子聚合物層依次排列組成，高分子聚合層呈T型或長(zhǎng)方形設(shè)計(jì)，應(yīng)用 時(shí)通過(guò)折疊或卷折形成絲素層為內(nèi)層、膠原層為中層、高分子聚合物層為外層的神經(jīng)橋接 支架。
[0011] 上述的絲素層的組成為蠶絲提取的絲素蛋白纖維，按照與對(duì)接缺損神經(jīng)平行方向 的方式排列，高度上呈波谷狀分布。
[0012] 上述的的膠原層中包含微管蛋白抑制劑、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、透明質(zhì)酸一種或幾種組 合。
[0013] 上述的膠原層或絲素層中包含干細(xì)胞、羊毛留醇、蝸牛蛋白酶一種或幾種組合。
[0014] 上述的高分子聚合物采用生物相容性可降解高分子材料，包括聚乳酸、聚羥基乙 酸、乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乙交酯-丙交酯、聚羥基丁酸酯、聚已內(nèi)酯、聚乙醇酸、脂肪族 聚酯、聚磷酸酯、聚碳酸酯、聚氨酯及它們的共聚物。
[0015] 上述的微管蛋白抑制劑選自：埃博霉素及其同類(lèi)物或衍生物、紫杉醇及其同類(lèi)物 或衍生物、秋水仙堿及其同類(lèi)物或衍生物、長(zhǎng)春堿及其同類(lèi)物或衍生物中的一種或幾種組 合。
[0016] 上述的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子選自：神經(jīng)生長(zhǎng)因子、腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子、神經(jīng)分裂素、睫 狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、白細(xì)胞介素-6、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、白細(xì)胞抑制因子、類(lèi)胰島素生長(zhǎng)因 子、胰島素淀粉肽、表皮生長(zhǎng)因子、膠質(zhì)源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、血小板源性生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng) 因子β中的一種或幾種組合。
[0017] 上述的干細(xì)胞選自：許旺細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)細(xì)胞、脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞、臍帶間充質(zhì) 干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的一種或幾種組合。
[0018] -種如上述的用于橋接缺損神經(jīng)的復(fù)合修復(fù)材料及其支架料的制備方法，包括如 下步驟：
[0019] (1)以易揮發(fā)有機(jī)溶劑配制濃度為0. 05-0. 8g/ml的高分子聚合物溶液，倒入模具 自然晾干，得到厚度為50-800um的高分子聚合物膜，高分子聚合層呈T型或長(zhǎng)方形；
[0020] (2)配制濃度為5-20mg/ml的膠原溶液，倒在鋪有高分子聚合物膜的玻璃片上使 均勻，自然晾干得到膠原一高分子聚合雙層膜；
[0021] (3)利用三維打印技術(shù)或高壓靜電紡織技術(shù)將絲素蛋白平行鋪展在上述復(fù)合膜的 膠原層表面，形成與對(duì)接神經(jīng)方向平行的方式排列，并且高度上呈波谷狀分布的內(nèi)層。
[0022] 上述的絲素層-膠原層-高分子聚合物層的復(fù)合材料及其支架，用于中樞神經(jīng)或 周?chē)窠?jīng)的修復(fù)，結(jié)合縫合法或黏合法實(shí)現(xiàn)缺損神經(jīng)的快速橋接和修復(fù)。
[0023] 本發(fā)明的新型橋接缺損神經(jīng)的復(fù)合修復(fù)材料及其支架的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在采用分層式 排布和特定的三維設(shè)計(jì)，發(fā)揮各種修復(fù)材料的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)彌補(bǔ)其不足：①絲素層的獨(dú)特設(shè) 計(jì)，不僅引導(dǎo)神經(jīng)修復(fù)，而且隔開(kāi)不同神經(jīng)，防止形成神經(jīng)瘤。②膠原層提供神經(jīng)軸突生長(zhǎng) 所需的各種養(yǎng)分。③高分子聚合物層，具有良好的力學(xué)性能，提供手術(shù)縫合或吻合所需的力 學(xué)強(qiáng)度，并且防止周?chē)窠?jīng)的侵入，防止纖維疤痕的形成。④只需神經(jīng)外膜的手術(shù)縫合或黏 合法吻合，不需要進(jìn)行神經(jīng)束膜的縫合，極大地節(jié)省了缺損神經(jīng)橋接手術(shù)的操作時(shí)間，降低 了手術(shù)技術(shù)難度，提高安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是本發(fā)明的一種用于橋接缺損神經(jīng)的絲素-膠原-高分子聚合物的復(fù)合材料 平展時(shí)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖（A :分子聚合物層呈T型；B :分子聚合物層為長(zhǎng)方形）
[0025] 圖2是本發(fā)明的一種用于橋接缺損神經(jīng)的絲素-膠原-高分子聚合物的復(fù)合材料 平展時(shí)俯視圖（A :分子聚合物層呈T型；B :分子聚合物層為長(zhǎng)方形）
[0026] 圖3是本發(fā)明的一種用于橋接缺損神經(jīng)的絲素-膠原-高分子聚合物的復(fù)合材料 不同方式卷折時(shí)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖（A和B :折疊方式，可以進(jìn)一步卷成同心的多層圓筒結(jié)構(gòu) 支架；C和D :卷折方式，可以卷成同心的多層圓筒結(jié)構(gòu)支架）
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下文將詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描述的技術(shù)特 征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù) 效果。
[0028] 實(shí)施例1.神經(jīng)損傷動(dòng)物建模和評(píng)價(jià)