一种智能调控的可吸收外周神经修复导管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种智能调控的可吸收外周神经修复导管及其制备方法，该神经导管具有四层结构，其中第一层和第二层支撑材料负载纤溶酶敏感微球，第三层和第四层支撑材料为导管植入后期力学性能的支撑层，导管通过3D纺丝打印技术制备。本发明专利技术提供的高灵敏度自调控缓释微球3D打印复合梯度导管，可根据神经生长特性自调释放神经生长因子，并实现神经生长和材料降解同步进行，解决了目前神经修复导管存在的体内植入溶胀导致的管内狭窄等问题，避免神经再生完成后较长时间的缓慢降解对生物相容性的不利影响。

An intelligent controlled absorbable peripheral nerve repair catheter and its preparation method

The invention provides an intelligent absorbable peripheral nerve repair catheter and its preparation method. The nerve conduit has a four layer structure in which the first and second layer support materials are loaded with fibrinolytic enzyme sensitive microspheres, and the third and fourth layer support materials are supported by the catheter at the later stage of mechanical properties. The catheter is spun through 3D. Printing technology is prepared. The high sensitivity self regulated and controlled release microsphere 3D printing compound gradient catheter can release neural growth factor according to the self-regulation of nerve growth characteristics, and synchronize nerve growth and material degradation, and solve the problems of innervation induced tube stenosis in the body of nerve repair catheter and avoid nerve regeneration. The adverse effects of slow degradation after long life on biocompatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种智能调控的可吸收外周神经修复导管及其制备方法
本专利技术属于医学
，具体涉及一种外周神经修复导管及其制备方法，特别涉及一种智能调控的可吸收外周神经修复导管及其制备方法。
技术介绍
周围神经损伤是一类发生率和致残率较高的常见损伤，其中，缺损性损伤是最常见的损伤类型。少量缺损可进行断端无张力的缝合，而对于较大范围的缺损，自体神经移植仍是目前临床治疗的首选方法，然而该方法修复的结果不甚理想，尤其当神经缺损段较长时(>6mm)。近年来，利用组织工程方法修复周围神经缺损成为人们的研究热点，即用神经支架导管桥接周围神经损伤断端，为损伤神经提供再生通路。尽管神经桥接导管在促进神经再生方面取得了一定的效果，但是再生神经的功能恢复往往不理想。人们尝试在桥接材料中加载神经营养因子或能分泌神经营养因子的细胞来改善修复效果。专利CN102343112A制备多孔壳聚糖导管支架，通过孔结构吸附神经营养因子；专利CN1241656A通过将聚乳酸和神经生长因子共混制备具有较长缓释时间的神经导管。通过神经营养因子直接共混或制备神经营养因子缓释微球然后共混制备的神经导管在一定程度上可以促进神经的再生，然而，神经再生在不同时间对局部微环境中不同营养因子的需求量是不一样的，而外源性神经营养因子局部浓度过高(3mg/d)会导致早期神经再生速度减慢。所以，如何根据神经的再生需要来进行释放神经营养因子是目前亟需研究与解决的问题。研究表明，神经再生生长锥头部分泌的纤溶酶原激活剂能够促使纤溶酶原转化成为纤溶酶。制备纤溶酶敏感的给药系统，可以控制营养因子随着神经再生而不断地在局部释放，中国人民解放军总医院有研究纤溶酶敏感微球的制备报道(纤溶酶敏感水凝胶微球的制备与评价，解放军医学院，硕士学位论文)，但是其所报道的研究存在以下缺点：1)微球制备方法复杂，先以PEG衍生物修饰多肽，后通过自由基聚合制备；2)敏感缓释周期长，120h释放93.85％，释放周期远大于神经生长过程中的浓度变化周期(如损伤部位神经生长因子NGF的mRNA双相表达波峰与波谷间隔≤48h)，因此存在调节滞后的问题；3)缓释微球中的酰胺键和酯键在无纤溶酶存在下也会水解，从而导致生长因子的释放；4)神经生长因子的包封率仅为73-75％；专利CN105457103A公开了一种3D打印周围神经导管，采用生物可降解的PGA和PLA制备神经导管本体和六棱管柱，并于六棱管柱内嵌入载有不同量生长因子的生长因子载体球，实现神经生长因子的量和梯度的精确控制。但是该专利技术具有以下缺点：(1)忽略了高分子材料的降解周期，难以避免神经导管植入体内后导管材料吸水膨胀，而溶胀的导管会导致的管内狭窄甚至闭合等，使得神经生长受阻。(2)神经生长因子的梯度释放完全依据生长因子载体球的浓度实现，其浓度只能依据理论进行推测，无法依据神经生长周期实际需要进行释放。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种通过3D打印技术制备的具有四层梯度分布的神经桥接导管，实现了神经生长速率和材料降解速率同步，避免神经修复导管在体内植入溶胀，导致的管内狭窄，从而阻碍神经生长。导管第一层和第二层负载的缓释微球，其制备方法简单，且其中多臂结构的设计提高了微球对神经生长不同周期中纤溶酶的微量变化的酶解敏感度，可灵敏调节释放神经生长因子。本专利技术提供一种智能调控的可吸收外周神经修复导管，所述外周神经修复导管具有四层结构，第一层和第二层支撑材料负载纤溶酶敏感微球，第三层和第四层为导管植入后期力学性能的支撑层。进一步地，所述纤溶酶敏感微球包含多肽修饰剂。更进一步地，所述多肽修饰剂选自双臂或多臂PEG-CHO中的一种或多种，平均分子量为1000-30000；所述多臂为4-16臂。进一步地，所述纤溶酶敏感微球还包含敏感多肽和神经生长因子。进一步地，所述敏感多肽选自MHVRRR，TQRRLRK，IRYKGKH中的一种或多种；所述生长因子选自神经生长因子、脑源性神经营养因子、胶质性神经营养因子、神经营养因子-3中的一种或多种。进一步地，所述敏感微球中，多肽修饰剂、敏感多肽和神经生长因子按照重量份数比为：2-300：0.5-1.0：0.001-0.1进一步地，所述神经导管第一层和第二层支撑材料与其负载的纤溶酶敏感微球按照重量份数比为100-500：0.5-9.5。更进一步地，所述导管第一层和第二层支撑材料与纤溶酶敏感微球按照重量份数比为200-470：4-8。进一步地，所述导管第一层的支撑材料为粘度0.05-0.5dl·g-1的聚己内酯(PCL)，第二层的支撑材料为粘度0.2-1.0dl·g-1的聚己内酯(PCL)，第三层支撑材料为粘度0.5-3.0dl·g-1的聚乙醇酸(PGA)，第四层支撑材料选自粘度为1.0-6.0dl·g-1的聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLA-PCL)中的一种或多种。进一步地，所述神经导管通过3D纺丝打印制备，第一层按照0.05-0.2dl·g-1/cm的粘度梯度由神经生长近端至远端递增分布，并负载按照重量份0.1-2份/cm的梯度递减分布的纤溶酶敏感微球；第二层按照0.1-0.5dl·g-1/cm的粘度梯度由神经生长近端至远端递增分布，并负载按照重量份0.1-2份/cm的梯度递减分布的纤溶酶敏感微球。进一步地，所述导管的四层支撑材料均以5-50μm丝径进行3D纺丝打印，制备的多孔导管的纺丝孔径为5-30μm。本专利技术进一步提供一种纤溶酶敏感微球的制备方法包含以下步骤：将葡聚糖溶于磷酸盐缓冲液，得葡聚糖溶液；将神经生长因子、敏感多肽和多肽修饰剂溶于去离子水中，添加NaHCO3调节pH，加入NaCNBH3，并加入到葡聚糖溶液中，经水洗离心、冷冻干燥得纤溶酶敏感微球。更进一步地，所述纤溶酶敏感微球的制备方法，制备步骤包括：称取50-100份葡聚糖T-500溶于100-300mLPBS缓冲液中充分溶胀，得葡聚糖溶液；称取0.001-0.1份神经生长因子和0.5-10份敏感多肽溶于100-200mL去离子水中，然后加入2-300份多肽修饰剂，充分溶解，添加NaHCO3调节pH5～7，搅拌1h后加入NaCNBH310-30份，继续搅拌5h后将上述溶液加入到葡聚糖溶液中，3000r/min涡旋2min，静置2h，重复三次后水洗离心收集微球，再冷冻干燥得纤溶酶敏感微球。本专利技术更进一步地提供了所述智能调控的可吸收外周神经修复导管的制备方法，包含以下步骤：(1)导管第一层和酶敏感微球梯度打印将粘度0.05-0.5dl/g的PCL按照0.05-0.2dl·g-1/cm的粘度变化梯度，分别置于2-9个不同的打印头中；酶敏感微球在神经生长近端至远端轴向长度方向，按照(0.1-2份)/cm的梯度递减分别混入相应打印头中；混合均匀后在神经生长近端至远端轴向长度方向，按照0.05-0.2dl·g-1/cm的粘度变化梯度从低粘度至高粘度进行导管第一层的3D打印；(2)导管第二层和酶敏感微球梯度打印将粘度0.2-1dl/g的PCL按照0.1-0.5dl·g-1/cm的粘度变化梯度，分别置于2-9个不同的打印头中；酶敏感微球在神经生长近端至远端轴向长度方向，按照(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于所述外周神经修复导管具有四层结构，第一层和第二层负载纤溶酶敏感微球，第三层和第四层为导管植入后期力学性能的支撑层。

【技术特征摘要】
1.一种智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于所述外周神经修复导管具有四层结构，第一层和第二层负载纤溶酶敏感微球，第三层和第四层为导管植入后期力学性能的支撑层。2.根据权利要求1所述的智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于，所述纤溶酶敏感微球包含多肽修饰剂。3.根据权利要求2所述的智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于，所述多肽修饰剂选自双臂或多臂PEG-CHO中的一种或多种，平均分子量为1000-30000；所述多臂为4-16臂。4.根据权利要求2所述的智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于，纤溶酶敏感微球还包含敏感多肽和神经生长因子；所述敏感多肽选自MHVRRR，TQRRLRK，IRYKGKH中的一种或多种；所述生长因子选自神经生长因子、脑源性神经营养因子、胶质性神经营养因子、神经营养因子-3中的一种或多种；多肽修饰剂、敏感多肽和神经生长因子按照重量份数比为：2-300：0.5-1.0：0.001-0.1。5.根据权利要求1-4任一项所述的智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于，所述第一层和第二层支撑材料与其负载的纤溶酶敏感微球按照重量份数比为100-500：0.5-9.5。6.根据权利要求5所述智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于，所述导管第一层的支撑材料为粘度0.05-0.5dl·g-1的聚己内酯，第二层的支撑材料为粘度0.2-1.0dl·g-1的聚己内酯，第三层支撑材料为粘度0.5-3.0dl·g-1的聚乙醇酸，第四层支撑材料选自粘度为1.0-6.0dl·g-1的聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物中的一种或多种。7.根据权利要求6所述智能调控的可吸收外周神经修复导管，其特征在于，所述神经导管通过3D纺丝打印制备，第一层按照0.05-0.2d...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶秀梅，冷鸿飞，徐小雨，陈鹏，刘培岩，
申请(专利权)人：北京诺康达医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11