一種神經(jīng)修復(fù)套管及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于神經(jīng)套管技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種神經(jīng)修復(fù)套管及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]周圍神經(jīng)受到損傷是臨床工作中經(jīng)常會遇到的疾病，會導(dǎo)致感覺的喪失和運動功能障礙。由于神經(jīng)細(xì)胞不分裂，其生長沒有穿透力，使其在體內(nèi)的再生非常困難。目前采用組織或細(xì)胞移植、組織和生物工程、電磁等物理因素神經(jīng)刺激或調(diào)控、藥物或化學(xué)等各種干預(yù)策略，在原有神經(jīng)解剖和功能基礎(chǔ)上，促進(jìn)被破壞或受損害神經(jīng)再生修復(fù)和重塑、重建神經(jīng)解剖投射通路和環(huán)路、調(diào)控和改善神經(jīng)信號傳導(dǎo)，均能部分最終實現(xiàn)神經(jīng)功能修復(fù)。
[0003]神經(jīng)套管技術(shù)因為可避免犧牲自體神經(jīng)，同時可避免吻合時造成神經(jīng)再損傷而受到廣泛關(guān)注。神經(jīng)套管需要能夠起到支持神經(jīng)軸突迀移的作用，套管材料不但需要具有良好的安全性和生物相容性，同時還要求能利于手術(shù)，促進(jìn)神經(jīng)生長?？勺鳛樯窠?jīng)套管的天然材料包括血管、變性肌肉、層粘蛋白、纖粘蛋白、膠原蛋白等，天然材料有時會引起不利的免疫反應(yīng)，雖然免疫抑制劑能夠起到一定作用，但在損傷或腫瘤情況下則不易使用；此外，天然蛋白也難于批量生產(chǎn)，質(zhì)量及性能均難以控制，人們已將更多的目光轉(zhuǎn)向人工材料。不可降解的人工材料套管包括硅膠套管及聚四氟乙烯套管，單純使用此類套管也對神經(jīng)軸突再生無促進(jìn)作用，而且此類套管植入人體后會以異物形式存留于人體，容易引起慢性炎癥反應(yīng)，過度疤痕組織形成會導(dǎo)致神經(jīng)受壓，嚴(yán)重時需要二次手術(shù)再將套管取出。可吸收人工材料生物性良好，并且部分可降解材料能夠促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞更好的生長，然而其誘導(dǎo)行為不具備方向性，且植入體內(nèi)后強度和形狀不易長期維持，使其臨床使用十分受限。
[0004]靜電紡絲是一種制備聚合物超細(xì)纖維的簡單而且有效的加工工藝，而靜電紡絲制品由于具有超大比表面積和超大孔隙率等特點特別適合在生物醫(yī)學(xué)材料方面的應(yīng)用。
[0005]因此，在本領(lǐng)域中期望能夠得到一種具有良好生物相容性，并且具有單一誘導(dǎo)取向，并具有良好力學(xué)強度和穩(wěn)定性的神經(jīng)修復(fù)套管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種神經(jīng)修復(fù)套管及其制備方法和應(yīng)用。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種神經(jīng)修復(fù)套管，所述神經(jīng)修復(fù)套管為雙層纖維套管，所述套管的內(nèi)層為取向聚合物纖維層，外層為無紡無取向聚合物纖維層，所述聚合物為生物可吸收聚合物，其中在所述內(nèi)層包埋有促神經(jīng)生長因子。
[0009]本發(fā)明的神經(jīng)修復(fù)套管內(nèi)層為取向聚合物纖維層，其能夠使得神經(jīng)元沿著纖維取向生長，同時內(nèi)層包埋促神經(jīng)生長因子，促進(jìn)神經(jīng)軸突的生長，加快神經(jīng)組織修復(fù)，而外層的無紡無取向聚合物纖維層起到支撐作用，并賦予本發(fā)明的神經(jīng)修復(fù)套管以良好的強度和穩(wěn)定性，同時由于內(nèi)外層的聚合物均為生物可吸收聚合物，其具有較好的生物相容性，將此套管植入人體不會引起慢性炎癥反應(yīng)，安全可靠。
[0010]在本發(fā)明的神經(jīng)修復(fù)套管中，所述聚合物為聚己內(nèi)酯、聚乳酸、乙交酯-丙交酯共聚物、己內(nèi)酯-乙交酯共聚物、己內(nèi)酯-碳酸酯共聚物或聚二噁烷酮中的任意一種或至少兩種的組合。
[0011]優(yōu)選地，所述聚合物的相對分子量為6萬-200萬，例如6.5萬、7萬、8萬、9萬、10萬、20 萬、30 萬、40 萬、50 萬、70 萬、90 萬、100 萬、120 萬、140 萬、160 萬、180 萬、190 萬。
[0012]優(yōu)選地，所述乙交酯-丙交酯共聚物為乙交酯含量大于80%的乙交酯-丙交酯共聚物。
[0013]優(yōu)選地，所述己內(nèi)酯-乙交酯共聚物為己內(nèi)酯含量大于70 %的己內(nèi)酯-乙交酯共聚物。
[0014]優(yōu)選地，所述己內(nèi)酯-碳酸酯共聚物為己內(nèi)酯含量大于70%的己內(nèi)酯-碳酸酯共聚物。
[0015]在本發(fā)明所述的神經(jīng)修復(fù)套管中，所述聚合物纖維的直徑為100?5000nm，例如 llOnm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、800nm、lOOOnm、1300nm、1500nm、1800nm、2000nm、2500nm、3000nm、3400nm、3800nm、4000nm、4500nm、4800nm或5000nm，優(yōu)選100?lOOOnm，進(jìn)一步優(yōu)選100?500nm。
[0016]優(yōu)選地，所述內(nèi)層的厚度為10?50 μ m，例如10 μ m、12 μ m、14 μ m、16 μ m、18 μ m、20 μ m、23 μ m、25 μ m、28 μ m、30 μ m、35 μ m、38 μ m、40 μ m、43 μ m、45 μ m、48 μ m 或 50 μ m。
[0017]優(yōu)選地，所述外層厚度為20 ?60 μπι，例如 23 μηι、25 μηι、28 μηι、30 μηι、33 μπι、35 μ m、38 μ m、40 μ m、45 μ m、48 μ m、50 μ m、53 μ m、55 μ m、58 μ m 或 60 μ m。
[0018]在本發(fā)明中，當(dāng)內(nèi)層厚度大于等于10 μ m時，即可實現(xiàn)神經(jīng)軸突細(xì)胞在本發(fā)明所述神經(jīng)修復(fù)套管表面生長有取向性地延纖維方向生長，加快神經(jīng)組織修復(fù)，因而適合作為外周神經(jīng)修復(fù)套管，當(dāng)神經(jīng)長合后，該套管會自動降解吸收。
[0019]在本發(fā)明所述的神經(jīng)修復(fù)套管中，所述促神經(jīng)生長因子為表皮生長因子(Epidermal growth factor, EGF)、(Fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)、血小板來源增殖因子(Platelet — derived growth factor,PDGF)或生長激素釋放抑制因子中的任意一種或至少兩種的組合。
[0020]另一方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述的神經(jīng)修復(fù)套管的制備方法，所述方法包括為:將分散有促神經(jīng)生長因子的聚合物溶液注入靜電紡絲設(shè)備進(jìn)行紡絲，形成的纖維從靜電紡絲設(shè)備的噴絲頭射出，調(diào)節(jié)接收裝置分別得到內(nèi)層取向纖維層和外層無紡無取向纖維層，即得到所述神經(jīng)修復(fù)套管。
[0021]在本發(fā)明所述的制備方法中，所述分散有促神經(jīng)生長因子的聚合物溶液的制備方法為:將聚合物溶于有機(jī)溶劑中配制成質(zhì)量體積濃度為1-30% (例如1%、2%、5%、8%、10%,12%,15%,18%,20%,22%,24%,26%,28%^ 30% )的溶液，而后在 50-80。。(例如 52 Γ、55 Γ、57 Γ、59 Γ、60 Γ、62 Γ、64 Γ、66 Γ、68 Γ、70 Γ、72 Γ、74 Γ、76 Γ、78 °C 或79。。)攪拌 12-24h (例如 13h、14h、15h、17h、19h、20h、21h、22hS23h)得到聚合物溶液；將促神經(jīng)生長因子溶于pH = 7.4的Tris-鹽酸緩沖液中，而后將其分散在所述聚合物溶液中得到所述分散有促神經(jīng)生長因子的聚合物溶液。
[0022]優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為六氟異丙醇或三氯甲烷與N，N- 二甲基甲酰胺的混合液。
[0023]優(yōu)選地，所述三氯甲烷與N，N- 二甲基甲酰胺的混合液中三氯甲烷與N，N- 二甲基甲酰胺的體積比為 1:1_1:3，例如 1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.4、1:2.6、1:2.8 或 1:3。
[0024]優(yōu)選地，相對于lmL pH = 7.4的Tris-鹽酸緩沖液，所述促神經(jīng)生長因子的用量為 5_15mg，例如 5mg、6mg、6.5mg、7mg、7.5mg、8mg、9mg、10mg、llmg、12mg、13mg、14mg 或 15mg。
[0025]在本發(fā)明中，當(dāng)聚合物為聚二噁烷酮時，所用有機(jī)溶劑可以為六氟異丙醇，當(dāng)聚合物為本發(fā)明所述的除聚二噁烷酮之外的其他聚合物時，所用的有機(jī)溶劑可以為三氯甲烷與N, N- 二甲基甲酰胺的混合液。
[0026]在本發(fā)明所述的制備方法中，所述靜電紡絲設(shè)備進(jìn)行紡絲時的參數(shù)設(shè)置為:噴絲頭電壓為 10 ?30kV，例如 12kV、14kV、16kV、18kV、20kV、22kV、24kV、26kV、28kVS29kV，S液流速為 1 ?5mL/h，例如 1.2mL/h、l.4mL/h、l.6mL/h、l.8mL/h、2mL/h、2.3mL/h、2.5mL/h、2.8mL/h、3mL/h、3.3mL/h、3.5mL/h、3.8mL/h、4mL/h、4.4mL/h、4.8mL/h 或 4.9mL/h。
[0027]優(yōu)選地，所述接收裝置與噴絲頭之間的接收距離為5?25cm，例如6cm、8cm、10cm、12cm、15cm、17cm、19cm、22cm 或 24cm。
[0028]在本發(fā)明所述的制備方法中，對靜電紡絲設(shè)備中的接收裝置進(jìn)行改造，所述接收裝置中配制雙電極作為接收電極，如圖1所示，雙電極的軸線處于同一水平線上并行排列，所述雙電極中每個電極的直徑為2?20mm，雙電極間距為1?10cm，同步同向旋轉(zhuǎn)，電極可經(jīng)皮帶傳動而旋轉(zhuǎn)。
[0029]在本發(fā)明中，通過電紡絲工藝進(jìn)行超細(xì)纖維的制備，通過改變電極接通的電壓，從而使得纖維產(chǎn)生取向或無紡無取向纖維，最終得到的套管經(jīng)抽真空后滅菌即可使用。
[0030]優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)接收裝置分別得到內(nèi)層取向纖維層和外層無紡無取向纖維層的方法為:首先將接收裝置中雙電極之一接地，另一電極接0.5?3kV(例如0.6kV、0.8kV、lkV、l.2kV、l.4kV、l.6k