一种复合神经导管及其制备方法技术

本申请公开了一种神经导管，包括：活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维；所述矿化胶原纳米纤维中含有羟基磷灰石晶体；所述羟基磷灰石晶体晶格中的钙元素被含有所述活性元素的阳离子取代，和/或，所述羟基磷灰石晶体晶格中的磷酸根被含有所述活性元素的阴离子取代；本申请提供的神经导管通过引入掺杂元素，以掺杂元素的阳离子或阴离子在矿化胶原纳米纤维中的羟基磷灰石晶格中的磷或钙，使得掺杂元素能够有效且可控地释放，相比不涉及掺杂元素的神经导管，能够有效地促进神经和血管等人体组织的再生。生。生。

【技术实现步骤摘要】
一种复合神经导管及其制备方法


[0001]本文涉及但不限于一种生物医用材料领域，尤其涉及但不限于一种复合神经导管及其制备方法。

技术介绍

[0002]人工神经导管是一种理想的替代自体神经的材料。要求神经导管材料具有良好的生物相容性，利于雪旺细胞的迁移。此外，还应具有防粘连性、物理支撑性(防止管型坍塌)等。
[0003]基于结构和成分的考虑，制备多功能的神经导管是近年来的研究趋势。体外制备的神经导管材料，具有来源充足、低免疫原性的优点。然而在临床需求上，神经缺损的修复不仅要考虑到生物相容性等性能，对血旺细胞的迁移生长等功能具有促进功能同样重要。多种微量元素会影响神经生长，而现有神经导管材料普遍不包括上述微量元素，即使引入了相关微量元素，也难以发挥相应作用。

技术实现思路

[0004]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]本申请涉及一种新型定向神经导管支架，用于外周神经临界缺损修复。该导管支架由纺丝纤维膜构成，兼顾良好的生物相容性、孔隙率、物理支撑特性，甚至防交联效果。此外，引入矿化胶原纤维，以及活性元素的引入，在降解缓释过程中钙离子与活性元素离子协同作用，能够促进神经及血管的再生，同时可全部降解。
[0006]本申请提供的神经导管具有优良的孔隙率，可以保证良好的营养与代谢物质运输。该支架材料不限于材料的种类，例如生物活性材料聚己内酯(PCL)、左旋聚乳酸(PLLA)、胶原、明胶、壳聚糖等。材料的复合可以是其中的一种或多种。在结构设计方面，通过定向与非定向结构复合设计，实现导管多层结构复合，并能满足强度和韧性的良好配合。因此，该种新型的复合神经导管支架，适用性广泛，生产工艺简便，不同聚合物基的纤维膜可互相接合等。
[0007]本申请提供了一种神经导管，所述神经导管包括活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维，所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维中的无机物的重量占整个神经导管的8％至35％，优选地，所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维中的无机物的重量占整个神经导管的8％至12％；
[0008]可选地，所述神经导管的孔隙率为60％至70％；
[0009]可选地，所述神经导管的密度1.3g/cm3至1.5g/cm3。
[0010]在本申请提供的一种实施方式中，所述神经导管的内部管腔直径为1.5mm至2.5mm；
[0011]在本申请提供的一种实施方式中，所述神经导管的壁厚为1mm至1.5mm；
[0012]在本申请提供的一种实施方式中，所述神经导管的长度为1.5cm至5cm。
[0013]在本申请提供的一种实施方式中，全部或部分的所述神经导管中，全部或部分的所述神经导管中，包含所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维和所述可生物降解聚合物形成纤维丝，所述纤维丝组成所述神经导管。
[0014]在本申请提供的一种实施方式中，由方向相同的纤维丝组成的纤维膜记为纤维膜A；由方向随机的纤维丝组成的纤维膜记为纤维膜B；
[0015]在本申请提供的一种实施方式中，方向相同的纤维组成的纤维膜的定义为纤维膜中绝大部分的纤维排布方向相同。
[0016]在本申请提供的一种实施方式中，纤维膜A卷曲成管作为所述神经导管的内层结构；纤维膜B卷曲成管作为所述神经导管的外层结构；
[0017]在本申请提供的一种实施方式中，所述神经导管包含多个内层结构，相邻的所述内层结构之间纤维方向呈30
°
至90
°
的夹角。
[0018]本申请中的所述神经导管还可以包括：可生物降解聚合物，所述可生物降解的聚合物包括聚ε
‑
己内酯、左旋聚乳酸、聚己内酯
‑
左旋乳酸共聚物、聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物、胶原、明胶、丝素蛋白、纤维蛋白原、纤维素、壳聚糖中的任意一种或更多种；
[0019]又一方面，本申请提供了所述神经导管的制备方法，所述神经导管的制备方法包括：
[0020]1)选取所述矿化胶原纳米纤维，选取可生物降解聚合物和溶剂，将以上原料混合均匀，得到混合料；
[0021]所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维、所述可生物降解聚合物以及所述溶剂的质量比为(0.3至1.8):(0.6至0.9):(10至20)；可选地，所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维、所述可生物降解聚合物以及所述溶剂的质量比为(0.3至0.45):(0.6至0.9):(10至20)；
[0022]2)通过静电纺丝或喷气纺丝将所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维和所述可生物降解聚合物制成纤维丝；
[0023]使用高速滚筒法将纤维丝制备成由方向相同的纤维丝组成的纤维膜记为纤维膜A，和/或，使用平板法或低速滚筒法制备由方向随机的纤维丝组成的纤维膜记为纤维膜B；
[0024]可选地，所述高速滚筒法中滚筒的转速为2500转/分钟以上，所述低速滚筒法中滚筒的转速为1500转/分钟以下；
[0025]3)当使用一层纤维膜A和/或纤维膜B制备神经导管时，将制得的纤维膜A和/或纤维膜B卷曲成管，即得所述神经导管；当使用多层纤维膜A和/或纤维膜B制备神经导管时，将多层纤维膜A和/或纤维膜B层叠后卷曲成管，即得所述神经导管；
[0026]在本申请提供的一种实施方式中，步骤1)中所述混合为搅拌28h至50h；可选地，步骤1)中的溶剂选自六氟异丙醇和三氟乙醇中的任意一种或更多种；
[0027]在本申请提供的一种实施方式中，所述神经导管的制备方法还包括：将多个纤维膜A以纤维方向呈30
°
至60
°
夹角进行层叠后整体卷曲成管，或将一层纤维膜A与纤维膜B层叠后卷曲层管，或将多个纤维膜A以纤维方向呈30
°
至60
°
夹角进行层叠后再与纤维膜B层叠后卷曲成神经导管；
[0028]在本申请提供的一种实施方式中，所述纤维膜A形成神经导管的内壁。
[0029]在本申请提供的一种实施方式中，所述可降解聚合物材料纤维和活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维先通过静电纺丝或喷气纺丝的方式进行纺丝，再通过平板法、低速滚筒法或高速滚筒法中的任意一种或更多种将纺丝得到的纤维收集形成膜。
[0030]在本申请提供的一种实施方式中，静电纺丝工艺可以参照“[1]李岩,黄争鸣.聚合物的静电纺丝[J].高分子通报,2006(05):12
‑
19.”或本领域常规静电纺丝工艺。
[0031]在本申请提供的一种实施方式中，喷气纺丝工艺可以参照“Song J,Li Z,Wu H.Blowspinning:a new choice for nanofibers[J].ACS Applied Materials&Interfaces,2020,12(30):33447
‑
33464.”或本领域常规喷气纺丝工艺。
[0032]在本申请提供的一种实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种神经导管，包括：活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维；所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维中含有羟基磷灰石晶体；所述羟基磷灰石晶体晶格中的钙元素被含有所述活性元素的阳离子取代，和/或，所述羟基磷灰石晶体晶格中的磷酸根被含有所述活性元素的阴离子取代；可选地，所述活性元素包括硅、硒、镁、锌、锶、银、铁和铜中的任意一种或更多种；可选地，钙元素与含有所述活性元素阳离子的化学计量数，与所述磷酸根和含有所述活性元素阴离子之和的化学计量数的比为(1.45:1)至(1.80:1)；可选地，含有所述活性元素阳离子与钙离子的摩尔比(5至8):(92至95)；含有所述活性元素阴离子与所述磷酸根的摩尔比(5至7):(93至95)。2.根据权利要求1所述的神经导管，其中，所述活性元素掺杂的矿化胶原纤维的平均长度为250nm至300nm；可选地，所述活性元素掺杂的矿化胶原纤维的平均直径为5nm至7nm。3.根据权利要求1所述的神经导管，其中，所述神经导管的内部管腔直径为1.5mm至2.5mm，可选地，所述神经导管的壁厚为1mm至1.5mm；可选地，所述神经导管的长度为1.5cm至5cm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的神经导管，其中，所述神经导管还包括可生物降解聚合物，所述可生物降解聚合物包括聚ε
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己内酯、左旋聚乳酸、聚己内酯
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左旋乳酸共聚物、聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物、胶原、明胶、丝素蛋白、纤维蛋白原、纤维素、壳聚糖中的任意一种或更多种；可选地，所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维中的无机物的重量占整个神经导管的8％至35％，优选地，所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维中的无机物的重量占整个神经导管的8％至12％；可选地，所述神经导管的孔隙率为60％至70％；可选地，所述神经导管的密度1.3g/cm3至1.5g/cm3。5.根据权利要求4所述的神经导管，其中，全部或部分的所述神经导管中，包含所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维和所述可生物降解聚合物形成纤维丝；可选地，由方向相同的纤维丝组成的纤维膜记为纤维膜A；由方向随机的纤维丝组成的纤维膜记为纤维膜B；可选地，纤维膜A卷曲成管作为所述神经导管的内层结构；纤维膜B卷曲成管作为所述神经导管的外层结构；可选地，所述神经导管包含多个内层结构，相邻的所述内层结构之间纤维方向呈30
°
至90
°
的夹角。6.根据权利要求4或5所述的神经导管的制备方法，包括如下步骤：1)选取所述矿化胶原纳米纤维，选取可降...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀梅，赵勇刚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：