一种可用于修复神经环路的可降解人工韧带及其制备方法技术

本发明专利技术涉及医用材料技术领域，具体是一种可用于修复神经环路的可降解人工韧带及其制备方法，所述可降解人工韧带是先由羟基丁酸

【技术实现步骤摘要】
一种可用于修复神经环路的可降解人工韧带及其制备方法


[0001]本专利技术涉及医学材料
，具体地说，是一种可用于修复神经环路的可降解人工韧带及其制备方法。

技术介绍

[0002]前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)断裂后机械稳定性下降，本体感觉传入功能障碍
[1]，中枢神经系统功能重塑(central nervous system plasticity,CNSP)
[2]，步态和运动姿势异常
[3
‑
6]，早期发生膝骨性关节炎
[7]，所引起的病痛严重影响患者的运动和心理健康，大大降低生活质量。虽然目前常规ACL重建手术(自体或同种异体肌腱重建、人工韧带重建)可以增加膝关节的机械稳定性
[8]，但是难以根本恢复ACL的本体感觉传入功能，继而难以避免CNSP。这种CNSP不仅作为一种结果，还作为一种导致ACL损伤的原因，形成恶性循环
[9,10]。因此，CNSP对于ACL损伤的康复至关重要
[11]。
[0003]CNSP源于ACL损伤后本体感受器的数量减少、形态和功能异常以及本体感觉上传障碍，继而导致中枢神经系统对于下行运动控制系统的控制障碍。ACL修复再生为恢复ACL本体感觉的根本办法。ACL组织再生越好，就越能在宏观上恢复机械力学稳定性、在微观上恢复信号通路和本体感觉。ACL保残重建手术是ACL修复再生的根本。干细胞和富含血小板血浆等组织工程技术也在一定程度上起到了促进ACL组织修复再生<br/>[12]。在此基础上，美国波士顿儿童医院Murray医生提出的ACL生物桥接增强修复的手术方式已经在动物研究和初期临床研究中取得一定效果
[13]。但是，这些促进ACL残端自身修复的方法未专门关注ACL中感受器等神经组织的再生这一重要议题。
[0004]材料科学的发展为神经修复再生打开了一扇大门。一方面：各种生物型和非生物型神经导管在周围神经再生有关基础和临床研究中取得了可喜的成果，其中壳聚糖因其具有良好的吸附性、通透性、可塑性、生物相容性和生物可降解性而成为构建人工神经移植物的理想材料
[14
‑
16]。另一方面：组织再生需要时间，在等待组织成功再生的时间内ACL的本体感受器数量减少、形态异常、功能降低、继而导致的中枢神经系统重塑难以避免。在这段时间，需要新型材料可以随着关节运动收集机械能，将其转化为电能，满足感知膝关节运动时的形变，并且产生电冲动上传，模拟替代ACL本体感觉，恢复神经环路的要求
[17]。因此，前交叉韧带本体感受器功能的模拟替代为再生修复所需时间段的过渡性方法。
[0005]材料科学领域的驻极体和压电驻极体可以满足该要求。
①
驻极体(也称为永电体)指能够“长期”保持极化状态的电介质，即能够长期存储过剩“真实”电荷或/和保持“取向”电偶极子的电介质(即相对介电常数大于1)
[18]。壳聚糖就可以经过极化而成为“取向”电偶极子驻极体。
②
压电驻极体(也称为铁电驻极体)指具有压电效应的含有取向“宏观电偶极子”的微孔结构驻极体
[19]。它除了兼具传统压电陶瓷的强压电效应和铁电聚合物的高柔韧性外，还具有轻薄、低声阻抗、超宽响应频带、低相对介电常数、低成本、环境友好等突出的特点，是制备各类柔性轻量化力传感器的理想敏感材料。聚
‑3‑
羟丁酸酯
‑3‑
羟戊酸酯(Poly
‑3‑
Hydroxybutyrate
‑3‑
Hydroxyvalerate，PHBV)具有生物可降解性、生物相容性和
movement as a neural graft.Cellular experiments showed a better cell adhesion and growth inside the crosslinked nanofi brous scaff olds compared with un
‑
crosslinked ones.This neural conduit appears to have the right organization for testing in vivo nerve tissue engineering studies(本研究的目的是制备一种壳聚糖交联纳米纤维生物可降解聚(3
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羟基丁酸酯
‑
co
‑3‑
羟基戊酸酯)(PHBV)神经导管。用静电纺丝法制备了人工支架，并用化学方法与壳聚糖交联。对支架进行了评价显微、物理和力学分析，以及雪旺细胞的细胞培养分析。分析结果显示神经移植具有良好的弹性和顺应性。细胞实验表明，与未交联的纳米材料相比，交联纳米材料具有更好的细胞粘附和生长能力。这种神经导管似乎有合适的组织来进行活体神经组织工程研究。)但是该文献中公开的制备方法是通过在原有的PHBV导管的基础上通过化学固定法交联壳聚糖，而本专利技术的方法是一体成型，能够确保壳聚糖和PHBV的内外方向，降低了化学溶液的额外干扰和化学固定纤维方向的不可控性。关于本专利技术一种可用于修复神经环路的可降解人工韧带及其制备方法目前还未见报道。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种可用于修复神经环路的可降解人工韧带及其制备方法。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0013]第一方面，本专利技术提供了一种PHBV
‑
CS壳核结构纳米纤维支架材料，所述材料是由羟基丁酸
‑
羟基戊酸共聚酯和壳聚糖制成，所述可降解人工韧带的制备方法包括如下步骤：
[0014](1)将质量百分浓度为8％
‑
15％的羟基丁酸
‑
羟基戊酸共聚酯溶解于三氯甲烷中完全溶解，配制备用；
[0015](2)将质量百分浓度为4％
‑
8％、脱乙酰度≥95％的壳聚糖溶解于二氯甲烷
‑
三氟乙酸混合溶剂中至完全溶解，配制备用；
[0016](3)将步骤(1)和步骤(2)得到的溶液分别注入注射器中，按照静电纺丝方法制得PHBV
‑
CS核壳纤维薄膜；
[0017](4)将步骤(3)得到的PHBV
‑
CS核壳纤维薄膜于室温下真空干燥1
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3天除去溶剂，得到PHBV
‑
CS壳核结构纳米纤维支架材料；
[0018](5)采用栅控电晕极化法对PHBV
‑
CS壳核结构纳米纤维支架材料进行极化；
[0019](6)将极化后的PHBV
‑
CS壳核结构纳米纤维支架材料以壳聚糖层为内表面卷起，即得。
[0020]优选地，步骤(1)中所述羟基丁酸
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羟基戊酸共聚酯的质量百分浓度为15％。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PHBV
‑
CS壳核结构纳米纤维支架材料，其特征在于，所述材料是由羟基丁酸
‑
羟基戊酸共聚酯和壳聚糖制成，所述可降解人工韧带的制备方法包括如下步骤：(1)将质量百分浓度为8％
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15％的羟基丁酸
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羟基戊酸共聚酯溶解于三氯甲烷中完全溶解，配制备用；(2)将质量百分浓度为4％
‑
8％、脱乙酰度≥95％的壳聚糖溶解于二氯甲烷
‑
三氟乙酸混合溶剂中至完全溶解，配制备用；(3)将步骤(1)和步骤(2)得到的溶液分别注入注射器中，按照静电纺丝方法制得PHBV
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CS核壳纤维薄膜；(4)将步骤(3)得到的PHBV
‑
CS核壳纤维薄膜于室温下真空干燥1
‑
3天除去溶剂，得到PHBV
‑
CS壳核结构纳米纤维支架材料；(5)采用栅控电晕极化法对PHBV
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CS壳核结构纳米纤维支架材料进行极化；(6)将极化后的PHBV
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CS壳核结构纳米纤维支架材料以壳聚糖层为内表面卷起，即得。2.根据权利要求1所述的PHBV
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CS壳核结构纳米纤维支架材料，其特征在于，步骤(1)中所述羟基丁酸
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羟基戊酸共聚酯的质量百分浓度为15％。3.根据权利要求1所述的PHBV
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CS壳核结构纳米纤维支架材料，其特征在于，步骤(2)中所述壳聚糖的质量百分浓度为8％。4.根据权利要求1所述的PHBV
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CS壳核结构纳米纤维支架材料，其特征在于，步骤(3)中所述静电纺丝方法中的实验条件为：同轴纺丝喷头的内管内径为0.5mm，外管内径为1.2mm；喷头接正电压，接收板接负电压；纺丝条件为：注射器尺寸17mm，收集器转速1500rpm，外管流速0.04mm/min，内管流速0.02mm/min，注射器头距收集器14cm，正电压20kv，负电压2kv，温度25℃，相对湿度30～40％。5.根据权利要求1所述的PHBV
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CS壳核结构纳米纤维支架材料，其特征在于，步骤(5)中所述极化的实验条件为：电极间距为4cm，电晕电压
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8kv，栅电压
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1kv，极化温度为室温，极化湿度为0
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40％，极化时间为5min。6.根据权利要求1所述的PHBV
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CS壳核结构纳米纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：师东良，黄琬芸，齐燕，张晓青，侯成义，李华，王晶洁，丁巧方，
申请(专利权)人：上海市养志康复医院上海市阳光康复中心，
类型：发明
国别省市：