多通道人工神经导管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及多通道人工神经导管及其制备方法，其可用于定制化的桥接修复神经缺损部位远、近端。本发明专利技术公开的能够定制化模仿神经自然解剖学结构的多通道人工神经导管，主要包含有模仿神经自然解剖学结构的多通道支架(神经导管管体)，以及其外层包裹的生物膜结构(神经导管管壁)。管体多通道结构能够定制化的与待修复的神经中不同区域及大小的神经束组织形成较为良好匹配关系，通过在不同定制化通道结构中引导神经缺损部位近端特定神经束组织到达远端，实现减少神经束在生长过程中发散生长，相互交织现象，有利于降低近端新生神经束组织与远端靶区的错配率。

Multichannel artificial nerve conduit and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
多通道人工神经导管及其制备方法
本专利技术涉及神经导管领域，是一种模仿神经自然解剖结构的定制化仿生多通道人工神经导管设计其制备方法。
技术介绍
周围神经损伤是一种常见的临床问题，它经常由严重的损伤引起，从而导致神经缺损。对于超过4mm的缺损，不能采取简单的直接缝合方法，而需在缺损近端和远端之间提供移植物桥接。自体神经移植目前是修复神经缺损的“金标准”，但其经常导致供区损伤及功能恢复不完整。神经导管已被开发成一种替代自体移植修复神经缺损的方法，其结构目前仅限于简单的单通道或具有规则矩阵的多通道结构。然而，神经束的自然解剖结构并非这种简单的单通道管腔或规则矩阵结构，神经束的尺寸和数量在不同物种、不同个体间具有明显差异，即便是同一神经在其不同截面其排列方式都不全相同。因此，现阶段的神经导管结构仅限于单通道或规则矩阵的多通道神经导管，不能良好的模拟神经束在神经中的排列与分布，无法真实还原出原神经干中多组神经束在三维空间上的分布与走形规律，上述神经导管结构均不是应用于恢复周围神经缺损的最佳选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多通道人工神经导管，定制化模仿神经自然解剖结构，其内部具有与待修复的目标神经相似的解剖学多组通道结构，能够轴向引导神经束到达远端支配区，将神经缺损部位与多条匹配良好的孤立的内通道桥接起来。本专利技术的另一目的在于提供一种制备上述多通道人工神经导管的方法。本专利技术多通道人工神经导管，主要包括神经导管管体，神经导管管体内设有多个模仿神经自然解剖学结构的通道，神经导管管体的外层包裹神经导管管壁，神经导管管壁为生物膜结构，用来模拟神经外膜组织。神经导管管体和神经导管管壁，由一种或多种材料复合而成，且具有相互连通的多孔结构，利于神经导管管体内部与外部之间进行营养物质交换和废物排出。可以理解的是，神经导管管体上设有多孔结构，神经导管管壁上同样设有多孔结构，由于神经导管管壁包裹神经导管管体，则两者通过多孔结构相互连通。通道数量是多个，每个通道针对不同部位目标神经束设计不同的轮廓外形等参数，多通道管腔直径通常为100-2000μm。神经导管管体内设置的多通道结构是以待修复的目标神经中各神经束的解剖学参数为依据，多通道结构中单个通道优先匹配单根神经束，当单个通道需匹配多根神经束时，优先将距离相近或靶器官结构、功能相同(或相似)的多组神经束整合为一个通道。多通道人工神经导管植入过程中，神经导管管体中的多个通道的管腔可与待修复的神经缺损两端神经束组织形成良好匹配关系。进一步的，多通道结构提供与原神经束走形方向一致的引导，帮助近端形成束组的神经组织与远端相对应的靶区对接，通过降低错配率促进神经功能恢复。神经导管管壁的两端均长于神经导管管体的两端，长度长于管体两端1-3mm，用于提供与神经外膜桥接作用，神经导管管壁厚度为100-400μm。神经导管管壁为修复过程提供保护，其具体为：当神经组织受到一定强度的轴向的牵拉时，神经导管管壁通过自身拉伸延长而分散牵拉应力，当轴向应力超过管壁延长极限，管壁发生断裂以避免神经组织受到超负荷的牵拉而进一步受到损伤。外层管壁和内层管体在神经修复过程中具有协同机制，管壁与管体呈现快、慢两种降解速率。管壁在体内的早期降解，可募集神经再生室外周产生更多的巨噬细胞(清理作用)，为新生的神经组织提供清洁的再生环境。管体慢降解过程可提供足够空间大小及支撑强度的神经再生通道，是通道管腔内良好血运循环的有力保障，其可协助排出神经断面损伤的细胞及代谢废物。定制化的多通道人工神经导管可驱使神经束在定制化的多通道中形成与原有神经主干相似的多个通道(束组)结构，各通道的长轴方向与神经束在神经主干中走形一致，通道内新生的神经组织，符合神经束在自然神经中的走形及分布规律，定向引导近端新生的神经束支配至远端相应靶区，从而提高神经修复准确性。通过将上述该神经再生通道与待神经断端截面神经束组织进行匹配，可减少新生的神经束在神经移植物中相互交织、无序生长的情况，有利于降低近端新生神经束组织与远端靶区的错配率。本专利技术相对于现有技术的优点是神经导管管体的多通道结构具有与神经断端截面的神经束相似的工程解剖学形态。通道和神经束可形成较好的匹配关系，从而将一组或多组结构、功能及来源相似的神经束限定在特定的神经再生通道中，通过神经导管管壁的物理集中作用限制神经无序发散式的生长，提高了单位面积内的神经轴突数量，驱使新生的神经在通道内形成束组。进一步的，导管的多通道管腔长轴和原神经组织中神经束走形一致，可将上述束组化的神经定向引导至远端相应的靶区对接。其有益效果为通过减少神经错配发生率提高神经功能恢复效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为拟仿生的新西兰大白兔坐骨神经横截面组织切片图。图2为本专利技术设计4通道人工神经导管管腔截面视图，通道与目标神经中的神经束的匹配关系。图3为采用模具法制备CANC过程，图示说明：1.导管成形模具，2.导管套接模具，3.顶针，4.15％(w/v)明胶溶液，5.管体(多通道支架)，6.管壁(PLGA生物膜)，7.CANC导管。图4为扫描电子显微镜下CANC结构观察，A.扫描电子显微镜下观察导管外层PLGA生物膜(放大140倍)，矩形方框放大图(对应B，放大500倍)显示PLGA纤维直径及孔隙结构，C为扫描电子显微镜下观察以4通道导管为代表的多通道结构(放大20倍)，矩形方框放大图(对应D，放大200倍)显示明胶孔隙结构。图5为逆行荧光示踪检测，A.新西兰大白兔坐骨神经主干(S)及其胫神经分支(T)、腓总神经分支(P)，B.逆行荧光示踪检测模式图。(a、b).分别是示踪剂逆行经神经束在单通道导管(1-CANC)或多通道(4-CANC)中走形模拟图，C.1-CANC及4-CANC修复组中被NY，FB，FB-NY标记的神经元数量情况，D.1-CANC及4-CANC修复组中FB-NY在被逆行荧光标记神经元的百分比。图6为采用1-CANC及4-CANC修复的神经组织切片结果及分析，A.甲苯胺蓝染色法及透射电子显微镜下观察1-CANC、4-CANC两种导管修复神经切片结果，B.分析比较上述两种的神经导管在再生神经纤维数量、密度、直径及纤维髓鞘壁厚度方面的差异。图7为各个导管管腔内径参数，表中数据显示所有导管管腔横截面积基本一致，匹配指数(MI)示神经导管通道和束的匹配程度，4-CANC与目标神经匹配性高于1-CANC。具体实施方式实施例1依据图1所示的拟仿生的新西兰大白兔坐骨神经组织学切片，定制化设计一种多通道人工神经导管，该多通道人工神经导管包括神经导管管体，神经导管管体内设有4通道，则该多通道人工神经导管为4通道神经导管(4-CANC)，采用计算机辅助设计软件设计导管横截面如图2中位于右侧的图所示。神经导管管体为椭圆形结构，神经导管管体长度10mm，神经导管管体的长轴为4mm，神经导管管体的短轴为2.5mm。神经导管管体内设有4通道，分别定义为图中所述的1#管腔通道、2#管腔通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道人工神经导管，其特征在于，包括神经导管管体，所述神经导管管体的外层包裹神经导管管壁；神经导管管体内设有多个通道；所述神经导管管体和所述神经导管管壁，由一种或多种材料复合而成，且具有相互连通的多孔结构。

【技术特征摘要】
1.一种多通道人工神经导管，其特征在于，包括神经导管管体，所述神经导管管体的外层包裹神经导管管壁；神经导管管体内设有多个通道；所述神经导管管体和所述神经导管管壁，由一种或多种材料复合而成，且具有相互连通的多孔结构。2.根据权利要求1所述的多通道人工神经导管，其特征在于，所述神经导管管壁两端的长度长于所述神经导管管体。3.一种多通道人工神经导管的制备方法，其特征在于，多通道人工神经导管包括神经导管管体，所述神经导管管体的外层包裹神经导管管壁；神经导管管体的制备方法为：步骤一，将明胶颗粒溶于去离子水，配置浓度为15％的明胶溶液；步骤二，将明胶溶液浇筑至模具，在-80℃冰箱中进行冷冻固形，得到明胶导管；步骤三，将明胶导管冻干成形，获得未交联的神经导管管体；步骤四，将未交联的神经导管管体与混合溶液进行交联反应，得到神经导管管体。4.根据权利要求3所述的多通道人工神经导管的制备方法，其特征在于，模具包括两端开口的套接模具，两端开口分别嵌入成型模具，上下两个成型模具之间具有容纳明胶溶液的空腔。5.根据权利要求4所述的多通道人工神经导管的制备方法，其特征在于，在步骤二中，当明胶溶液浇筑至模具内时，分别通过两...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾合买提江·玉素甫，亚穆罕默德·阿力克，阿里木江·阿不来提，任鹏，马创，阿不来提·阿不拉，夏依买尔旦·买买提，买买艾力·玉山，程二林，
申请(专利权)人：新疆医科大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：新疆,65