一种神经导管及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物制造技术领域，尤其是涉及一种神经导管及其制备方法。本发明专利技术中的神经导管包括内层导管和外层导管；所述内层导管和外层导管均具有连通的微孔结构；所述内层导管包括多组沿轴分布的第一纺丝；所述外层导管包括一组或多组沿轴向螺旋分布的第二纺丝；所述内层导管具有微沟槽图案；所述微沟槽图案由相邻的纺丝形成，或者设置于单个纺丝上，或者由三个以上的纺丝形成。本发明专利技术提供的神经导管结构具有良好的稳定性，外层导管选用力学性能优异的生物材料，使神经导管的外层导管拥有了可调节的机械性能，而内层导管材料中加入了导电材料，从而使得神经导管具有导电性，极大促进了周向神经细胞的再生长。周向神经细胞的再生长。周向神经细胞的再生长。

【技术实现步骤摘要】
一种神经导管及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物制造
，尤其是涉及一种神经导管及其制备方法。

技术介绍

[0002]周围神经损伤在外伤患者中发生率为2％
‑
5％，周围神经损伤可导致中枢神经系统与周围器官之间感觉神经和运动神经的神经元通讯丧失，严重影响患者的日常活动。目前首选的治疗方法是通过显微外科手术进行神经外膜无张力缝合，在神经缺损的情况下，自体神经移植是金标准。然而，自体神经移植的供体神经源对于周围神经损伤的治疗效果有限、而且手术时间较长，易出现供体部位发病和功能丧失的情况。
[0003]因此，人工神经导管作为轴突引导通道，这些管状结构可以连接被切断的神经的间隙，以促进神经元的重新连接，还可以作为外部环境的物理屏障和再生轴突穿过间隙损伤的物理引导，同时还能够保留受损神经残端分泌的自然释放的神经生长因子，并减少瘢痕组织形成以及成纤维细胞对损伤部位的侵袭。
[0004]理想的神经导管需要有一定的机械强度，以确保在受损的神经末梢之间充当桥梁，同时高效引导神经细胞定向迁移。研究表明，生物材料导管的表面微图案结构(沟槽结构)可以诱导细胞定向迁移从而诱导组织快速生长，但是现有技术中的神经导管制备方法需要多次刻蚀、铸模、灌注、成型、再铸模以及再灌注等过程，而且每一个过程都要保证严格的准确性，大大增加了制备的复杂程度，因此，开发一种尺寸可调、具有内壁微沟槽图案，并具有一定的机械强度、功能性、、力学性能以及高生物相容性的一体化神经导管的方法迫在眉睫。
[0005]3D打印技术(又称“3D快速成型技术”)作为一种新型数字化成型技术，通过材料精确堆积的增材制造方式，能快速制造复杂立体结构。在医疗领域中，该技术因具备满足患者个性化定制及精准医疗等优势而展现出极大的应用前景。目前，现有技术公开了基于3D打印制备人工神经导管的方法和人工神经导管，此技术中使用了蚕丝蛋白制备丝素蛋白溶液，制备丝素蛋白微球悬浮液，在丝素蛋白微球中加载生长因子，采用三维生物打印制备的神经导管为神经细胞的附着生长提供基体，为神经轴突结合提供了引导，能促进神经再生，取代自体神经移植；现有技术还公开了一种3D打印的高导电促愈合型多通道神经导管及其制备方法和应用，所述的神经导管包括原料聚丙交酯
‑
聚三亚甲基碳酸酯和二碳化三钛，还包括溶剂N,N
‑
二甲基甲酰胺与二氯甲烷，制备得到的MXPLT导管具有相当强的延展性，足以应对神经修复过程中的人体肌肉运动带来的导管变形，适合作为神经修复材料来修复神经断端。通常3D打印技术是基于挤出头和平台在X/Y/Z三个方向的运动，在重力作用下材料堆砌来制造立体结构。由于神经导管有着薄壁多孔轴类结构的特殊要求，而3D打印堆砌成型原理使其需要使用支撑结构，导致难以使用挤出成型的3D打印方式直接制备管状支架。关于这个问题，虽然现有技术公开了一种4轴3D打印管状医用支架及其制备方法，引入了旋转轴协同打印，解决了挤出式特别是熔融沉积成型(FDM)3D打印难以直接构建多孔管状支架的问题，得到了具有多级孔隙结构的管状支架，其中，纳米纤维包覆在支架表面形成双层管
状支架，用于管状组织修复、血管外支架和人工气管支架等，但是，此制备方法的导管各向力学性能差异和修复效率尚未见报道。此外，兼具导电与通过内壁微沟槽图案地形引导的神经导管的3D打印制造方法还不成熟，应用很少。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述现有技术不足之处而提供一种神经导管及其制备方法
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种神经导管,包括内层导管和外层导管；
[0008]所述内层导管和外层导管均具有连通的微孔结构；
[0009]所述内层导管包括多组沿轴分布的第一纺丝；
[0010]所述外层导管包括一组或多组沿轴向螺旋分布的第二纺丝；
[0011]所述内层导管具有微沟槽图案；
[0012]所述微沟槽图案由相邻的纺丝形成，或者设置于单个纺丝上，或者由三个以上的纺丝形成。
[0013]优选的，所述内层导管材料包括第一生物材料和导电材料。
[0014]优选的，所述第一生物材料包括聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物、聚丙烯酰胺、聚酯亚胺或聚乙烯醇中的一种或多种。
[0015]优选的，所述导电材料包括石墨烯、碳纳米管、金属纳米颗粒、MXene、聚吡咯或聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)中的一种或多种。
[0016]优选的，所述MXene为二维Ti3C2T
x MXene材料。
[0017]优选的，所述外层导管材料包括第二生物材料，所述第二生物材料包括聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物、聚丙烯酰胺、聚酯亚胺或聚乙烯醇中的一种或多种。
[0018]优选的，所述微沟槽图案中槽的截面形状包括弧形或三角形。
[0019]优选的，所述微沟槽图案中槽的数目为16～30个，槽的宽度为0.2～0.5mm，槽的深度为0.1～0.25mm。
[0020]进一步的，本专利技术还提供了一种神经导管的制备方法，包括：
[0021]在基底上打印多组沿轴分布的第一纺丝，在所述第一纺丝上打印一组或多组沿轴向螺旋分布的第二纺丝，脱模，即得。
[0022]优选的，所述基底为不锈钢棒，所述不锈钢棒的截面直径为0.75
‑
2.0mm。
[0023]优选的，所述不锈钢棒表面具有沿轴分布的连续的凸起结构，所述连续的凸起结构为沿不锈钢棒表面分布的金属丝。
[0024]进一步的，所述第一纺丝通过如下方式获得：
[0025]将第一生物材料和导电材料溶于二甲基亚砜中，得到聚合物溶液；
[0026]所述聚合物溶液通过第一挤出头挤出后，均匀分布在所述不锈钢棒上；
[0027]通过相分离获得具有连通的微孔结构的第一纺丝。
[0028]优选的，所述第一生物材料的含量为8
‑
15wt％。
[0029]进一步的，所述第二纺丝通过如下方式获得：
[0030]获得第二生物材料与二甲基亚砜的混合溶液，所述混合溶液通过第二挤出头挤出后，均匀分布在所述第一纺丝上，通过相分离获得具有连通的微孔结构的第二纺丝。
[0031]优选的，所述第二生物材料的含量为15
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25wt％。
[0032]本专利技术具有如下的有益效果：
[0033]1.本专利技术创新设计了“平移轴向+旋转径向”的组合打印策略，通过编程控制构建了各向同性的双层管状结构，使得神经导管具有复合功能。其中，外层导管选用力学性能优异的生物材料，使神经导管的外层导管拥有了可调节的机械性能，而内层导管材料中加入了导电材料，从而使得神经导管具有导电性，极大促进了周向神经的再生长。此外，采用沿不锈钢棒表面的轴方向紧密粘黏金属丝的简易方法预制微沟槽图案，使神经导管具有良好生物相容性的同时还具备了电刺激和地形引导等性能，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,其特征在于，包括内层导管和外层导管；所述内层导管和外层导管均具有连通的微孔结构；所述内层导管包括多组沿轴分布的第一纺丝；所述外层导管包括一组或多组沿轴向螺旋分布的第二纺丝；所述内层导管具有微沟槽图案；所述微沟槽图案由相邻的纺丝形成，或者设置于单个纺丝上，或者由三个以上的纺丝形成。2.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于，所述内层导管材料包括第一生物材料和导电材料。3.根据权利要求2所述的神经导管，其特征在于，所述第一生物材料包括聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸
‑
羟基乙酸共聚物、聚丙烯酰胺、聚酯亚胺或聚乙烯醇中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的神经导管，其特征在于，所述导电材料包括石墨烯、碳纳米管、金属纳米颗粒、MXene、聚吡咯或聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于，所述外层导管材料包括第二生物材料，所述第二生物材料包括聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸
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羟基乙酸共聚物、聚丙烯酰胺、聚酯亚胺或聚乙烯醇中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于，所述微沟槽图案中槽的截面形状包括弧形或三角形。7.根据权利要求6所述的神经导管，其特征在于，所述微沟槽图案中槽的数目为16～30个，槽的宽度为0.2～0.5mm，槽的深度为0.1～0.25mm。8.一种神经导管的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘西霞，张俊飞，张大斌，高昂，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：