新型磁感应性可降解神经组织工程材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了新型磁感应性可降解神经组织工程材料的制备方法，本发明专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行：步骤1：制备磁性纳米微粒MNPs；步骤2：制备磁性凝胶状混浊液；步骤3：制备神经组织工程材料；步骤4：交联消毒处理；本发明专利技术的有益效果是本发明专利技术方法制备的神经组织工程材料能够使再生神经通过组织材料内部磁场定向生长加速修复和成髓鞘，进一步提高神经缺损的修复效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行：步骤1:制备磁性纳米微粒MNPs;步骤2:制备磁性凝胶状混浊液；步骤3:制备神经组织工程材料；步骤4:交联消毒处理；本专利技术的有益效果是本专利技术方法制备的神经组织工程材料能够使再生神经通过组织材料内部磁场定向生长加速修复和成髓鞘，进一步提高神经缺损的修复效果。【专利说明】
本专利技术属于长节段外周神经损伤修复
，涉及新型磁感应性可降解神经组 织工程材料的制备方法。
技术介绍
周围神经缺损是临床最常见的创伤之一。该类型的神经损伤会使受累神经所支配 的远端肢体出现完全的感觉和运动功能的双重缺失，从而导致严重残疾的发生，会给患者 的工作和生活质量带来巨大的影响。 目前，临床上对于较短距离的周围神经缺损，在无张力缝合的原则基础上，多采用 神经断端直接缝合的方法进行修复；而对于长距离的周围神经缺损，则往往采用自体神经 移植的方法进行修复。但是，研究表明：自体神经移植仅能实现部分神经功能的恢复，且只 有35 %?45 %的患者在接受移植后能实现运动功能的完全恢复，而感觉神经的功能恢复 效果比运动神经或混合型神经要差；同时，这种治疗的方法应用仍然存在诸多的制约因素， 例如二次手术、供体神经量有限、配体受体神经不匹配、易形成顽固性神经瘤和神经供区的 致残问题。 组织工程神经支架是一种以天然生物材料或者人工合成的高分子聚合物为原料 制备而成的，具有特殊的三维结构，用于桥接神经缺损的近端和远端，铺设通道引导再生神 经长入，并实现再生神经跨越缺损生长的一种组织工程支架。目前，结构相对简单的神经导 管移植物是研究的重点，经多项动物或临床研究证实，其修复长距离神经缺损效果确切。经 FDA批准商业化和应用于临床桥接患者神经缺损的组织工程神经支架及相关产品主要集中 在这方面。但是大多数神经导管的管壁为密封式设计，既不利于再生神经定向生长，也不利 于营养物质、氧和代谢产物的运输，且需要二次手术取出残留植入结构，因而限制了多种神 经导管的普及。随着研究的进一步深入，学者们对周围神经损伤局部微环境的研究也越来 越重视，渴望通过改善损伤组织局部微环境促进损伤神经的再生和功能的恢复。 磁信号是普遍存在于生活的物理信号，越来越多的研究指出磁场能够定向引导多 种细胞的生长，并且能够促进多种细胞分泌营养物质从而促进细胞生长。临床上，磁场作为 一种非侵入性的方法被广泛应用，如磁共振成像、低频磁疗等，然而尚未有将可被外磁场磁 化的神经导管修复神经缺损的报道。因此，专利技术一种新的可以通过外部磁场磁化的磁性系 统，在神经导管内通过定向引导再生神经生长来促进损伤神经恢复就显得尤为重要。 为了克服这一难题，越来越多的学者开始关注一种新型材料一磁性纳米微粒 (Magneticnanoparticles，MNPs) oMNPs由于具有特殊的磁导向性、超顺磁性，以及表面可连 接生化活性功能基团等特性，使其在核酸分析、临床诊断、靶向药物、酶和细胞固定化等领 域的应用得到了广泛的发展，其特点是：①超顺磁性，MNPs为FeO和Fe 203的混合价态化合 物，其物理长度恰好处于纳米量级（50nm以下），在受到外加磁场作用时，磁性纳米微粒中 相邻原子或离子的热无序磁矩在一定程度上出现与磁场强度方向一致的定向排列，而当外 加磁场消失后，粒子的磁性消失。②靶向性，MNPs在外加磁场导向作用下，能靶向性移动、聚 集，产生局部特异性浓集，从而实现选择性成像。Chertok等将MNPs注入小鼠静脉，在0. 4T 磁场中可以选择性聚集在小鼠脑胶质细胞瘤中进行显影。③良好的生物相容性，尽管目前 MNPs在体内的代谢过程还未完全阐明，但大量的研究表明其具有良好的生物相容性。Feng 等将MNPs注入小鼠体内后，对其尿液及血清中的代谢物进行分析，发现α -苯基琥珀酰亚 胺-η-戊酸等代谢产物量仅有细微变化，对小鼠生理无影响。Levy等模仿体内环境，显示纳 米微粒分解为纳米晶体，并能稳定悬浮于体液中。Stamopoulos等报道MNPs对人类白细胞、 红细胞及血小板无明显影响。N. Bock用简单经济的浸润包被（dip-coating)方法，将MNPs 与羟磷灰石-壳聚糖骨再生支架复合，制备了新型磁性骨组织工程支架，对其进行检测，发 现其磁性稳定性良好，并且对骨髓间充质干细胞的活性无影响。YuliaSapir等报道MNPs与 藻酸钠制得的磁性材料能够促进内皮细胞体外成血管化，进一步提示了基于MNPs制得的 磁性材料在生物学领域的应用前景。 基于磁性纳米微粒的上述优点，基于MNPs的磁性材料也许能够通过定向引导再 生神经生长，促进营养物质分泌，从而促进移植的种子细胞的存活，从而提高功能化组织工 程支架的修复能力。然而，目前尚未有将磁性材料用于动物体内的神经细胞支架的文献报 道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决 了再生神经生长方向不确定，使得现有神经支架修复效果不佳，减缓神经生长速度，导致支 配区功能恢复不良的问题。 本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行： 步骤1 :制备磁性纳米微粒MNPs ; 分别配制〇. lmol/L的Fe3+及Fe2+溶液，在通氮气条件下，按照Fe3+:Fe 2+摩尔比为 2:1混合，机械搅拌3?4h，使其充分混合；然后向混合溶液中滴加 lmol/L的NaOH溶液，直 至混合溶液pH = 9?10,水浴加热2h后静置5h，移去上层清液，将生成的粒子减压抽滤，用 蒸馏水及无水乙醇反复进行洗涤，洗去粒子表面的杂质离子；将粒子在50°C下真空干燥， 研磨过筛，得到MNPs ; 步骤2 :制备磁性凝胶状混浊液； 将β -甘油磷酸钠溶液滴定壳聚糖混浊液，使混合液最终的pH = 7. 0?7. 2,然后 将所得的混浊液在预冷好的冷冻干燥机中冻干24h，得到壳聚糖/ β -甘油磷酸钠混合物粉 末，将壳聚糖/ β -甘油磷酸钠混合物粉末与磁性纳米微粒混合，加入去离子水，2?6°C下， 15000rpm，搅拌80?120min，制得磁性混池液，4°C下将磁性混池液抽真空20?24h，再静 置10h，即制得磁性凝胶状混浊液； 步骤3 :制备神经组织工程材料； 将磁性凝胶状混浊液倒入神经组织工程材料成形模具中，以小铁夹固定成形模具 的两端，在微型调速仪下，以垂钓的方式将成形模具顺轴向以2 X l(T5m/S的速度缓慢浸入 液氮中，对模具中的磁性凝胶状混浊液进行冷淋固形处理，待模具完全浸入液氮后，继续在 液氮中保留l〇h?14h ;将模具连同内部注入的磁性凝胶状混浊液一同转入-80°C的冰箱中 冷藏，冷藏24h后取出，迅速去除成形模具两端的铁夹和铜管，之后放置于预冷好的冷冻干 燥机中冻干36h?40h，其中冷冻干燥机设置的预冷参数为：-60°C、100mtorr ;将冻干处理 后的模具放置于真空状态下并升温至〇°C，保持4h?6h，之后再升温至20°C?24°C，保持 30min?60min，解除真空状态，升至常温，得到导管状的神经组织工程材料，导管状的神经 组织工程材料为磁性可降解神经导管，将导管从成形模具中取出； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型磁感应性可降解神经组织工程材料的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：制备磁性纳米微粒MNPs；分别配制0.1mol/L的Fe3+及Fe2+溶液，在通氮气条件下，按照Fe3+:Fe2+摩尔比为2:1混合，机械搅拌3～4h，使其充分混合，然后向混合溶液中滴加1mol/L的NaOH溶液，直至混合溶液pH＝9～10，水浴加热2h后静置5h，移去上层清液，将生成的粒子减压抽滤，用蒸馏水及无水乙醇反复进行洗涤，洗去粒子表面的杂质离子，将粒子在50℃下真空干燥，研磨过筛，得到MNPs；步骤2：制备磁性凝胶状混浊液；将β‑甘油磷酸钠溶液滴定壳聚糖混浊液，使混合液最终的pH＝7.0～7.2，然后将所得的混浊液在预冷好的冷冻干燥机中冻干24h，得到壳聚糖/β‑甘油磷酸钠混合物粉末，将壳聚糖/β‑甘油磷酸钠混合物粉末与磁性纳米微粒混合，加入去离子水，2～6℃下，15000rpm，搅拌80～120min，制得磁性混浊液，4℃下将磁性混浊液抽真空20～24h，再静置10h，即制得磁性凝胶状混浊液；步骤3：制备神经组织工程材料；将磁性凝胶状混浊液倒入神经组织工程材料成形模具中，以小铁夹固定成形模具的两端，在微型调速仪下，以垂钓的方式将成形模具顺轴向以2×10‑5m/s的速度缓慢浸入液氮中，对模具中的磁性凝胶状混浊液进行冷淋固形处理，待模具完全浸入液氮后，继续在液氮中保留10h～14h；将模具连同内部注入的磁性凝胶状混浊液一同转入‑80℃的冰箱中冷藏，冷藏24h后取出，迅速去除成形模具两端的铁夹和铜管，之后放置于预冷好的冷冻干燥机中冻干36h～40h，其中冷冻干燥机设置的预冷参数为：‑60℃、100mtorr；将冻干处理后的模具放置于真空状态下并升温至0℃，保持4h～6h，之后再升温至20℃～24℃，保持30min～60min，解除真空状态，升至常温，得到导管状的神经组织工程材料，导管状的神经组织工程材料为磁性可降解神经导管，将导管从成形模具中取出；步骤4：交联消毒处理；将神经组织工程材料放入京尼平和无水乙醇混合溶液中进行交联处理，交联时间为46h～50h，每克神经组织工程材料加入20ml京尼平和无水乙醇混合溶液，交联处理后将神经组织工程材料用去离子水和质量百分浓度为95％的酒精交替清洗25min～35min，然后置于常温下干燥一周，最后用60Co照射神经组织工程材料，进行消毒处理，得到消毒后的神经组织工程材料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鐘阳，黄景辉，罗卓荆，朱澍，刘靓，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61