一种视神经接口及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生物神经领域，具体涉及一种视神经接口及其制备方法。本发明专利技术采用蚕丝纤维、金属材料制成能与视神经连接的神经接口，视神经轴突沿着缝隙生长，通过接口能与金属材料制成的导线连接起来，从而将视神经和植入型器械连接变成了现实，可使视网膜病变所导致的视觉障碍的患者恢复视觉。本发明专利技术研究的植入型视神经接口采用生物相容性良好，并且在体内长期不降解，导线与每一根视神经纤维建立起一一对应的关系，其采集的信号更直接、准确，可以使视网膜病变所导致的视觉障碍的患者恢复视觉。

【技术实现步骤摘要】
一种视神经接口及其制备方法
本专利技术涉及生物神经领域，具体涉及一种视神经接口及其制备方法。
技术介绍
形成视觉的光学系统、视网膜、视神经和视觉中枢，任何一个环节出现病变，都会导致视觉障碍。对光学系统部分的病变，目前临床上有很多治疗措施。视网膜、视神经和视觉中枢病变所导致的视觉障碍较为棘手，其中，最常见的是视网膜病变所导致的视觉障碍。对于视网膜病变所导致的视觉障碍，目前有很多应对思路。这些思路主要包括两大类，其一是从纯粹医学的角度促进视网膜的修复，其二是从医疗器械的角度辅助患者形成视觉。在用医疗器械辅助患者建立视觉的研究方面又分为两种主要的策略，即植入型和非植入型器械。植入型器械的效果较好，但是难度比较大；非植入型器械避开了一些医学难题，但是效果不是太理想。对于植入型器械，其难度在于视网膜和视觉中枢都分别由数亿个细胞构成，其结构非常复杂，基本是人力所难以企及的。视神经的结构由大约5000根神经纤维组成，从视神经入手，恢复视障患者的视觉，相对就要容易一些。因此，探究可替代神经的优质材料和相应的连接方式显得尤为重要，如何将神经和植入型器械连接变成了亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供了一种视神经接口及其制备方法，利用蚕丝纤维良好的生物相容性作为研制视神经接口材料。本专利技术目的之一，在于提供一种视神经接口，具体技术方案如下：一种视神经接口，所述神经接口包括导管、单丝和导线，所述导管为单丝编织成的管状，所述导管内含有堆砌成束状的单丝，所述导线位于所述单丝间形成的缝隙；导管连接神经端留有空腔，所述导线由金属材料制成。优选的，所述单丝为天然茧蚕丝纤维中的单丝，所述单丝由生丝经脱丝胶处理而制成，直径为15-28μm。优选的，所述单丝直径为18μm。优选的，所述导管内径与视神经的外径相同。优选的，所述导管内含有的单丝数量和缝隙数量相同＝n，n＝视神经中的神经纤维总数±500。优选的，所述导线由延展性好、导电性能优良的金属如黄金、铂金或白银经过逐级梯级拉伸制备而成，直径为5-10μm。优选的，所述导线由黄金材料制成，直径为8μm。优选的，所述空腔长度为2-20mm。优选的，所述空腔长度为20mm。优选的，所述导线外表面包裹有有机聚合物，所述有机聚合物具有电绝缘作用的、在体内难以降解的、具有良好生物相容性的性能。本专利技术目的之二在于提供上述神经接口的制备方法，具体技术方案如下：一种视神经接口的制备方法，包括如下步骤：(1)单丝编织得到导管；(2)在所述导管内堆砌单丝；(3)在堆砌的单丝缝隙内加入金属导线；(4)导管连接神经端留有空腔。进一步地，所述导管内含有的单丝数量和缝隙数量相同，皆为n，n＝视神经中的神经纤维总数±500。优选的，所述导管内含有5000根单丝，所述缝隙为5000条，所述导线数量为5000根。进一步地，所述单丝由生丝经脱丝胶处理而制成，直径为15-28μm。在视神经接口中预置直径约5-10μm的金属导线，才能保证神经纤维信与外部设备之间进行信息交流。本专利技术的有益之处在于：本专利技术研究的植入型视神经接口采用生物相容性良好，并且在体内长期不降解的蚕丝纤维研制神经接口，其采集的信号更直接、准确和完整。与恢复视觉障碍的神经接口相比，本专利技术研究的植入型视神经接口，将与每一根视神经纤维建立起一一对应的关系，可以使视网膜病变所导致的视觉障碍的患者恢复视觉。附图说明图1为本专利技术的神经接口的制备流程图图2为本专利技术的神经接口的应用场景图图3为大鼠视神经横断面NF200免疫荧光染色体观察图图4为实施例中鼠视神经横断面透射电子显微镜图图5为实施例中大鼠坐骨神经纤维在蚕丝纤维形成的缝隙中的生长图图中，1-导线，2-单丝，3-导管，4-神经纤维，5-视神经，6-信号转换装置，7-无线信号发射器，8-脑-机接口和无线信号接收器，9-微通道。具体实施方式下面通过实施例和附图，对本专利技术进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的结构思路、使用范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。图2为本专利技术研究目标，即使视障患者通过植入脑-机接口，配合外用装置使其恢复视觉，其中视神经接口便是脑-机接口需要攻克的技术问题，本专利技术选用了生物相容性良好，并且在体内长期不降解的蚕丝纤维研制神经接口，采用金属制作导线，例如黄、银和铜等导电金属。具体实施例(1)大鼠视神经结构的研究取大鼠视神经，进行横切，用透射电子显微镜进行观察。对神经纤维进行计数，并分析神经纤维的外形、直径和排列方式。(2)蚕丝单丝纤维的制备取熟丝，用稀碱煮沸，去除丝胶蛋白，获得单丝纤维，备用。(3)用黄金制备金属丝用一个金属板，在上面预置一系列梯度直径的孔隙，最小的孔隙直径为8μm，将黄金丝在这些孔隙中逐级拉伸挤压，利用黄金优良的延展性，最终制备出直径为8μm的金属丝。将这些金属丝用有机聚合物中处理，在外表面包裹一层绝缘物质，备用。(4)视神经接口的制备用单丝纤维编织成内径为700μm的导管；在该导管中置入约5000根单丝，单丝纤维相互堆砌成束状，单丝间形成约5000条缝隙，每条缝隙刚好能够容纳1根视神经纤维在其中生长；在每条缝隙的一侧(距离末端2mm处)预置1根导线(一共约5000根导线，直径约8μm)，以制备视神经接口，如图1所示，其中，在每条缝隙中预留的2mm空间是便于视神经纤维向内生长，直至与导线相连。将视神经横断后，将断面塞入导管预留的空腔中，视神经轴突沿着缝隙生长，直至与导线相连，从而达到每根视神经纤维都和一根导线相连的目的。制备好的神经接口如图1所示，包括单丝编织成的管状导管、单丝和导线，导管内含有堆砌成束状的单丝，导线位于所述单丝间形成的缝隙，由金属材料制成；导管连接神经端留有空腔。单丝由丝素蛋白制成，直径为18μm；导管内径为700μm；导管内含有5000根单丝，缝隙为5000条，导线数量为5000根。导线由黄金材料制成，直径为8μm。空腔长度为2mm。导线外表面包裹有有机聚合物，以起到绝缘的作用。(5)视神经接口的生物相容性检测将大鼠视神经切断，分别在朝向眼球一侧和大脑一侧的视神经断端，植入视神经接口。在系列时间点取材，进行形态学观察、转录组分析、生物电检测，作为判定视神经接口生物相容性的依据，以此为基础，对视神经接口的制备方案进行调整。由图3-图5可看出大鼠坐骨神经纤维在蚕丝纤维形成的缝隙中的生长良好，从而验证了本专利技术运用蚕丝纤维制备神经接口的可行性，并说明了具体导线和导管的直径，以及预留缝隙尺寸等都是其前提保障，毕竟视神经相较于其它神经较为简单，如运用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视神经接口，其特征在于，所述神经接口包括导管、单丝和导线，所述导管为单丝编织成的管状，所述导管内含有堆砌成束状的单丝，所述导线位于所述单丝间形成的缝隙；导管连接神经端留有空腔，所述导线由金属材料制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种视神经接口，其特征在于，所述神经接口包括导管、单丝和导线，所述导管为单丝编织成的管状，所述导管内含有堆砌成束状的单丝，所述导线位于所述单丝间形成的缝隙；导管连接神经端留有空腔，所述导线由金属材料制成。


2.根据权利要求1所述的神经接口，其特征在于，所述单丝为天然蚕丝纤维中的单丝，直径为15-28μm。


3.根据权利要求1所述的神经接口，其特征在于，所述导管内径与视神经的外径相同。


4.根据权利要求1所述的神经接口，其特征在于，所述导管内含有的单丝数量和缝隙数量相同。


5.根据权利要求1所述的神经接口，其特征在于，所述导线由黄金材料制成，直径为5-10μm。


6.根据权利要求1所述的神经接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周婵，黄勇，马群忠，吕金凤，王介平，
申请(专利权)人：重庆市畜牧科学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50