一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，采用具有较强力学性能的医用金属镁丝为轴纱加入到蚕丝编织结构中，既起到纵向引导作用，又能提高编织骨架的径向抗压性能，同时，镁丝能缓慢降解，促进雪旺细胞的生长和增殖，有利于损伤神经的恢复；编织纱线为脱胶蚕丝，具有良好的生物相容性，在保证力学性能良好的同时，形成促进神经再生的生物微环境。

A kind of nerve conduit with magnesium silk composite braided structure

【技术实现步骤摘要】
一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管
本技术属于生物医用材料
，具体涉及一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管。
技术介绍
周围神经损伤是临床上常见的病症，利用生物材料和组织工程技术促进缺损神经修复与再生是神经科学领域的研究热点。理想的生物材料、合适的物理力学引导和适宜的生物微环境是促进受损神经恢复感觉、运动等生物学功能的关键因素。目前神经导管研究较多的是使用模型浇铸法、静电纳米纺丝法、3D生物打印成型等技术，以及采用丝素蛋白、壳聚糖和胶原蛋白等生物可降解材料制作出具有物理引导作用的中空导管，但是这些技术制备出来的神经导管的机械力学和柔韧性较差。如一种采用丝素纳米纤维定向引导功能的神经导管，使用冷凝诱导丝素溶液形成纳米微孔作为物理引导，但是该技术中形成的微孔难以控制形状大小和方向，而且导管的径向抗压性能一般，弯曲柔韧度未做考虑；又如先用纳米取向纤维制成不同降解浓度的薄膜然后卷成管状结构的神经导管，此种神经导管对细胞的物理导向性优良，但本身机械性能较差，内部供神经再生的空间较少；再如使用3D生物打印对材料有较大的限制，以及目前分辨率较低，大概是1~300mPa/s。研究发现，镁元素是人体必需的重要元素之一，在大脑及中枢神经系统中参与蛋白质的合成，激活体内多种酶，调节神经肌肉的活动。在微环境下，金属镁离子具有抗炎、抗氧化、抗凋亡以及调节线粒体钙缓冲等多种生物学功能。最新研究表明镁离子在适宜的微环境的培养下可以促进雪旺细胞的增殖，如分泌生长因子、细胞外基质（ExtracellularMatrix，ECM）等，对神经元起到支持和保护的作用。家蚕丝是由家蚕合成与分泌的天然动物蛋白，来源广泛，丝素蛋白是蚕丝中主要的组成部分，约占蚕丝质量的70%-80%，其余主要成分为丝胶蛋白及碳水化合物等。丝素蛋白含有多种氨基酸，其中比较常见的丙氨酸(Ala)、甘氨酸(Gly)、丝氨酸(Ser)约占总组成的85%。丝素本身具有良好的理化性质、透气透湿、生物相容性，能在体内降解为多肽和游离的氨基酸可被机体吸收从而促进神经细胞的生长。丝素蛋白制成的神经导管体内炎症反应低，可生物降解，能够促进周围神经损伤的功能性恢复。壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，结构性质与ECM中氨基多糖极为相似，吸附性良好，降解速度可调节，其降解的中间产物壳寡糖可抑制神经元凋亡，支持细胞黏附，促进受伤轴突再生。用于制备神经导管的常见技术有：（1）浇铸-浸渍法，该方法虽然操作简便，但是支架上易残留有毒溶剂，且不易控制孔洞的大小和分布；（2）传统静电纺丝技术，能形成高孔隙率和比表面积的纳米纤维，可制造出类似细胞外基质网状结构的微环境，有利于神经再生长，但是传统静电纺制造出的神经导管机械强度不足，无法为受损神经提供稳定的力学环境；（3）编织技术，该技术采用锭子编织机，使纱线编织成管状织物，可增大导管内部的表面积，力学性能较好。但是，在诱导细胞定向迁移和组织再生方面，仍然有不足之处。针对上述问题，本技术提出了一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管。
技术实现思路
本技术目的是：提供一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，能提高神经再生有序性以及神经导管机械强度，以解决上述问题。本技术的一种技术方案是：一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，包括神经导管外层、神经导管中间层和神经导管内层，所述神经导管中间层包覆于所述神经导管内层的外部，所述神经导管外层包覆于所述神经导管中间层的外部，所述神经导管外层为多孔海绵结构，所述神经导管中间层为三维编织结构，所述神经导管内层为多孔凝胶结构。进一步的，所述神经导管外层的厚度为0.5-1.5mm，孔径为20-150μm，孔隙率为75%-90%。进一步的，所述三维编织结构为菱形编织结构、规则编织结构和赫格利斯编织结构中的任意一种。进一步的，所述神经导管中间层的厚度为0.3-1mm，所述三维编织结构的编织角为45-60°。进一步的，所述三维编织结构是以镁丝为轴纱、脱胶蚕丝为编织纱复合编织成型的三维编织结构导管骨架。进一步的，所述镁丝的直径为0.1-0.25mm，根数为4-16根，相邻两根镁丝之间的间距为200-2000μm，所述脱胶蚕丝的线密度为20-120D。进一步的，所述编织纱中对称设有钛、镍合金丝。进一步的，所述神经导管内层的直径为1.8-5mm。进一步的，所述多孔凝胶结构为丝素蛋白凝胶、雪旺细胞和神经生长因子组成的复合凝胶层，所述丝素蛋白凝胶冷冻形成网状纤维，所述雪旺细胞和神经生长因子设置于所述网状纤维内。进一步的，所述网状纤维的直径为10-1000nm，孔径为10-500μm。本技术提供了一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，其优点是：（1）增加了导管的径向抗压和拉伸等机械性能，同时增加了神经导管的柔韧弯曲性能，更适应复杂的体内受力环境;（2）导管生物相容性、表面活性和通透性良好，能促进神经元细胞的粘附、生长和增殖，加快受损神经的再生速度;（3）可通过选择不同的材料和改性工艺，调控导管的降解速率，从而为神经的再生提供合适的生长空间;（4）由于导管中的镁丝有导电性，可刺激和引导神经生长，同时降解时产生的镁离子有助于提高神经元细胞的活性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，图1为本技术所述的一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管在实施例1中的结构示意图；图2为本技术所述的一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管在实施例2中的结构示意图；图3为本技术所述的一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管在实施例1中的结构示意图；图4为本技术实施例1所述的采用不同参数制备的内径分别为2mm和3mm镁丝蚕丝复合编织结构神经导管的编织角；图5为本技术实施例1所述的采用不同参数制备的内径分别为2mm和3mm镁丝蚕丝复合编织结构神经导管的载荷-拉伸应变曲线。其中：1为神经导管外层、2为神经导管中间层、3为神经导管内层、4为轴纱、5为编织纱、6为丝素蛋白凝胶、7为雪旺细胞、8为神经生长因子、9为钛合金丝。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式和附图对本技术作进一步详细的说明。本技术提供一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，如图1所示，该导管分为三层，包括：神经导管外层1为丝素蛋白溶液和壳聚糖溶液混合后形成的多孔海绵结构，厚度为0.5-1.5mm，孔径在20-150μm，孔隙率在75%-90%，神经导管中间层2为三维编织结构，可以为菱形编织（1/1交织）、规则编织（2/2交织）和赫格利斯（3/3交织）三种编织结构中的任意一种编织结构，厚度在0.3-1mm，编织角为45-60°，神经导管内层3为多孔凝胶结构，直径为1.8-5mm，其降解时间为1-5天。神经导管中间层2是由镁丝为轴纱4，其直径为0.1-0.25mm，根数为4-16根，镁丝之间的间距为200-2000μm，脱胶蚕丝为编织纱5，其线密度为20-120D，复合编织成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，其特征在于：包括神经导管外层、神经导管中间层和神经导管内层，所述神经导管中间层包覆于所述神经导管内层的外部，所述神经导管外层包覆于所述神经导管中间层的外部，所述神经导管外层为多孔海绵结构，所述神经导管中间层为三维编织结构，所述神经导管内层为多孔凝胶结构。

【技术特征摘要】
1.一种镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，其特征在于：包括神经导管外层、神经导管中间层和神经导管内层，所述神经导管中间层包覆于所述神经导管内层的外部，所述神经导管外层包覆于所述神经导管中间层的外部，所述神经导管外层为多孔海绵结构，所述神经导管中间层为三维编织结构，所述神经导管内层为多孔凝胶结构。2.根据权利要求1所述的镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，其特征在于：所述神经导管外层的厚度为0.5-1.5mm，孔径为20-150μm，孔隙率为75％-90％。3.根据权利要求1所述的镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，其特征在于：所述三维编织结构为菱形编织结构、规则编织结构和赫格利斯编织结构中的任意一种。4.根据权利要求1所述的镁丝蚕丝复合编织结构神经导管，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，张淑军，郑兆柱，王晓沁，
申请(专利权)人：南通纺织丝绸产业技术研究院，苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32