一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管及其制备方法。所述神经导管的内层是RGD接枝改性的天然生物高分子并掺杂钙磷纳米粒子的电纺纳米纤维膜，外层是由可降解聚酯制备的多孔薄膜。其制备方法为：1)制备具有纵向凹槽和多孔结构的外层薄膜；2)将RGD生物多肽接枝到天然生物高分子中，掺杂钙磷纳米粒子配成纺丝溶液，将其电纺到外层薄膜具有纵向凹槽结构的内壁，形成内层纳米纤维膜；3)用芯棒将双层薄膜卷制成管。所述神经导管具有良好的生物相容性和细胞亲和性，能促进神经细胞生长并改善神经再生的“微环境”，具有优良的力学支撑，可阻止疤痕组织的长入，保证营养物质的传输，并能定向引导神经再生，适用外周神经缺损的再生修复。

Double layer porous nerve catheter with directional guiding function and preparation method thereof

The invention discloses a double-layer porous nerve catheter with directional guiding function and a preparation method thereof. The inner layer is the nerve conduit electrospun nanofibers modified RGD grafted natural biopolymer and doped calcium phosphate nanoparticles, the outer layer is made of porous biodegradable polyester film can be prepared. The preparation method is as follows: 1) the preparation of the outer membrane of longitudinal grooves and porous structure; 2) RGD peptide grafted onto natural biopolymer, doped calcium phosphate nanoparticles into the spinning solution, the electrospun to outer membrane with inner longitudinal groove structure, forming the inner nano fiber membrane; 3) with the double tube film roll mandrel. The conduit has good biocompatibility and cell affinity, can promote the growth of nerve cells and improve nerve regeneration microenvironment, with excellent mechanical support, can prevent scar tissue ingrowth, ensure the transmission of nutrients, and can guide the directional nerve regeneration, regeneration and repair for peripheral nerve defect the.

【技术实现步骤摘要】
一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管及其制备方法
本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管及其制备方法。
技术介绍
近年来，世界每年约超过100万人会遭遇周围神经损伤，由于周围神经损伤后病理过程复杂，神经再生速度缓慢等多种因素，损伤神经的功能恢复受到制约。目前临床上主要通过断端吻合和神经移植法来治疗周围神经损伤，断端吻合法难以实现神经束的准确吻合，影响神经纤维的再生速度，缝合线的存在又会造成进一步的损伤和神经瘤的形成，而金标准—自体神经移植却又存在来源受限，供体神经支配区永久性丧失、结缔组织增生等不可克服的缺陷。针对上述外周神经损伤修复手段存在的各种缺陷，以及长期以来，临床对粗大、长段神经缺损和多发性神经损伤无计可施的局面，组织工程神经导管应运而生。研究采用组织工程学的方法和理论，利用外周神经再生的生物机制，结合材料学、生物学、医学等学科知识，制备具有良好生物相容性的生物材料来构建修复周围神经损伤的神经导管已是神经修复领域的热点和难点。严琼娇等制备并评估了一种PRGD/PDLLA/β-TCP/NGF复合神经导管，该复合神经导管中RGD成分提高了复合材料对神经细胞的粘附和增殖，β-TCP和NGF促进了神经生长并改善神经再生的“微环境”，桥接大鼠坐骨神经10mm缺损的实验表明，该复合神经导管有良好的组织相容性，能够有效促进周围神经再生，效果接近自体神经移植(严琼姣.PRGD/PDLLA/β-TCP/NGF复合神经导管的制备及其在周围神经修复中的应用[D].武汉理工大学,2008.)。目前尽管有部分可生物降解类神经导管已投入市场，但依然存在材料细胞亲和性不佳，韧性较差，难有良好的导管构型来引导神经再生修复长段缺损等问题。理想的神经导管，一方面应该兼备良好的力学性能，良好的细胞亲和性，可线性调控的降解性，使损伤的周围神经在一个适宜的“微环境”中自我修复和再生，另一方面可以防止纤维瘢痕组织的侵入，抑制神经瘤形成，又可定向引导轴突准确对接，从而达到修复长段和大范围的周围神经损伤的效果。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管及其制备方法。所述双层多孔神经导管具有较好的力学性能和良好的细胞亲和性，能促进神经生长并改善神经再生的“微环境”，通过双层多孔和凹槽结构保证营养物质传输的同时，能定向引导神经再生，大幅提高周围神经损伤的修复效果，并可用于外周神经损伤修复和取代自体神经移植等领域。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管，其特征在于：所述双层多孔神经导管包括由可降解聚酯制备的外层薄膜和由RGD接枝改性的天然生物高分子并掺杂钙磷纳米粒子制备的内层电纺纳米纤维膜；所述外层薄膜具有多孔结构，其孔径大小为10μm～50μm；所述外层薄膜的内壁具有纵向凹槽结构，所述内层电纺纳米纤维膜是在所述外层薄膜的内壁上通过电纺形成的。所述具有定向引导功能的双层多孔神经导管的模拟结构图如图1所示。本专利技术还提供上述具有定向引导功能的双层多孔神经导管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)导管外层薄膜的制备：将可降解聚酯高分子完全溶解于有机溶剂中，再加入致孔剂颗粒，超声分散倒入模具中，自然风干成型，然后置于去离子水中除去致孔剂，并真空干燥除去有机溶剂即得外层薄膜；2)导管内层的制备：将接枝RGD的天然生物高分子溶解于溶剂中，并加入钙磷纳米粒子和促纺剂配置成质量分数为2％～5％的纺丝溶液，将步骤1)制得的外层薄膜固定在静电纺丝装置的接收板上，然后在一定的纺丝参数下，电纺形成导管内层，得双层薄膜；3)导管的成型：通过不同内径的芯棒，将步骤2)制得的双层薄膜卷制成管，再用有机溶剂溶解封口，即得所述的具有定向引导功能的双层多孔神经导管。按上述方案，优选地，步骤1)中所述可降解聚酯高分子为聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PDLLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚己内酯-乙二醇嵌段共聚物(PCL-MPEG)、聚乳酸-乙二醇嵌段共聚物(PDLLA-MPEG)、聚乙丙交酯-乙二醇嵌段共聚物(PLGA-MPEG、PLGA-PEG-PLGA)中的一种或两种以上的混合物。按上述方案，优选地，步骤1)中所述有机溶剂为冰醋酸、二氯甲烷、二甲亚砜、乙酸乙酯、丙酮中的一种或两种以上的混合溶剂。按上述方案，优选地，步骤1)中所述模具的材质为聚四氟乙烯；所述模具呈凹槽状，凹槽的凸面形状为长方形、三角形或半圆柱形中任一种或几种，凹槽深度为0.5mm，宽度为1mm～5mm。所述聚四氟乙烯凹槽模具的3D效果图见图2，示意图的竖剖面图和俯视图分别见图3和图4。按上述方案，优选地，步骤1)中所述致孔剂为氯化钠、蔗糖、果糖中的一种或两种以上的混合物，所述致孔剂颗粒的粒径大小为10μm～50μm。按上述方案，优选地，步骤2)中所述接枝RGD的天然生物高分子由下述方法制备而成：将RGD多肽溶解于质量分数为1％的醋酸钠-醋酸的缓冲溶液中，加入缩合活化剂，在4℃下活化12h，然后往溶液体系中缓慢滴加天然生物高分子溶液，在0℃～10℃下反应6h～24h，最后将反应完全的溶液透析3天，冷冻干燥即得接枝RGD的天然生物高分子。更优选地，所述RGD多肽为包含RGD序列的生物短肽，如GRGDY(甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-酪氨酸)、c-RGDyK(环-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-酪氨酸-赖氨酸)、GRGDSPC(甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸酸-脯氨酸-半胱氨酸)等。更优选地，所述缩合活化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)。更优选地，所述EDC、NHS与所述RGD多肽的摩尔比为20:20:1。更优选地，所述天然生物高分子为壳聚糖、胶原、明胶、丝素蛋白中的一种或两种以上的混合。更优选地，所述RGD多肽与所述天然生物高分子的质量比为1：2～20。按上述方案，优选地，步骤2)中所述溶剂为质量分数为70％～90％的醋酸水溶液或三氟乙酸。按上述方案，优选地，步骤2)中所述钙磷纳米粒子为纳米羟基磷灰石(HA)、β-磷酸三钙(β-TCP)、磷灰石、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸八钙、焦磷酸钙、磷酸四钙中的一种或两种以上混合纳米粒子。按上述方案，优选地，步骤2)中所述促纺剂为聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)中的一种或两种的混合。按上述方案，优选地，步骤2)中所述接枝RGD的天然生物高分子和促纺剂质量比为1：0.1～2；所述钙磷纳米粒子的质量为所述接枝RGD的天然生物高分子和促纺剂质量之和的5％。按上述方案，优选地，步骤2)中所述纺丝参数为：纺丝电压：12kv～20kv，接收距离：10cm～15cm，推速：0.01mm/min～0.1mm/min。按上述方案，优选地，步骤3)中所述有机溶剂与步骤1)中所述有机溶剂相同。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术将溶剂流延/粒子沥滤法与静电纺丝技术相结合，既保证了神经导管的力学性能，又使其具有良好的细胞亲和性。2)本专利技术提供的双层多孔神经导管，内层为RGD接枝改性的天然生物高分子并掺杂钙磷纳米粒子的电访纳米纤维膜，利于神经细胞的粘附、增殖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管，其特征在于：所述双层多孔神经导管包括由可降解聚酯制备的外层薄膜和由RGD接枝改性的天然生物高分子并掺杂钙磷纳米粒子制备的内层电纺纳米纤维膜；所述外层薄膜具有多孔结构，其孔径大小为10μm～50μm；所述外层薄膜的内壁具有纵向凹槽结构，所述内层电纺纳米纤维膜是在所述外层薄膜的内壁上通过电纺形成的。

【技术特征摘要】
1.一种具有定向引导功能的双层多孔神经导管，其特征在于：所述双层多孔神经导管包括由可降解聚酯制备的外层薄膜和由RGD接枝改性的天然生物高分子并掺杂钙磷纳米粒子制备的内层电纺纳米纤维膜；所述外层薄膜具有多孔结构，其孔径大小为10μm～50μm；所述外层薄膜的内壁具有纵向凹槽结构，所述内层电纺纳米纤维膜是在所述外层薄膜的内壁上通过电纺形成的。2.权利要求1所述的具有定向引导功能的双层多孔神经导管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)导管外层薄膜的制备：将可降解聚酯高分子完全溶解于有机溶剂中，再加入致孔剂颗粒，超声分散倒入模具中，风干，然后置于去离子水中，真空干燥，得外层薄膜；2)导管内层的制备：将接枝RGD的天然生物高分子溶解于溶剂中，并加入钙磷纳米粒子和促纺剂配置成质量分数为2％～5％的纺丝溶液，将步骤1)制得的外层薄膜固定在静电纺丝装置的接收板上，然后在一定的纺丝参数下，电纺形成导管内层，得双层薄膜；3)导管的成型：用芯棒将步骤2)制得的双层薄膜卷制成管，再用有机溶剂溶解封口，得所述的具有定向引导功能的双层多孔神经导管。3.根据权利要求2所述的具有定向引导功能的双层多孔神经导管的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述可降解聚酯高分子为聚己内酯、聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯-乙二醇嵌段共聚物、聚乳酸-乙二醇嵌段共聚物、聚乙丙交酯-乙二醇嵌段共聚物中的一种或两种以上的混合物；步骤1)中所述有机溶剂为冰醋酸、二氯甲烷、二甲亚砜、乙酸乙酯、丙酮中的一种或两种以上的混合溶剂，且步骤3)中所述有机溶剂与步骤1)中所述有机溶剂相同；步骤1)中所述致孔剂为氯化钠、蔗糖、果糖中的一种或两种以上的混合物，所述致孔剂颗粒的粒径大小为10μm～50μm。4.根据权利要求2所述的具有定向引导功能的双层多孔神经导管的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述模具的材质为聚四氟乙烯；所述模具呈凹槽状，凹槽的凸面形状为长方形、三角形或半圆柱形中任一种或几种，凹槽深度为0.5mm，宽度为1mm～5mm。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴红莲，程乔，李俊云，陈瑀哲，徐黛云，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42