等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的神经导管或膜及其制备方法技术

一种等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的神经导管或膜，其特点主要在导管或膜表面有一层通过等离子体表面聚合修饰形成的含有作为后一步固定化反应的活性基团的聚合物涂层，再通过共价键将神经再生促进剂化学键合固定在导管或膜的表面，在导管内中间还插入有与管轴平行的纤维、无纺布或海绵状材料填充物而组成。由于本发明专利技术神经导管和膜是采用独特的等离子体表面修饰神经再生促进剂固定化的方法制成，因而神经再生促进剂可集中在导管内部、管壁表面发挥作用，诱导神经细胞贴壁生长，不会随体液的流出流入而扩散到机体的其他部位，从而在神经再生期间长效地发挥作用，促进神经再生修复功能的提高。同样，膜可用于体外快速培养神经细胞。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，神经导管可以植入生物体内修复缺损神经，膜材可以体外用于神经细胞的培养。目前，缺损神经的临床修复主要采取自体、异体神经移植；外膜、束膜吻合；神经导管桥接术、损伤神经部位的药物辅助治疗、电磁辅助治疗等。自体神经移植是目前最有效的神经修复方法，即将患者腓骨神经取下一段移植到需要的缺损部位，但它增加了手术的次数与难度，引起患者自体神经取出部位功能丧失，同时具有来源有限等问题。而异体神经移植具有免疫排斥的问题。外膜与束膜吻合术是直接将损伤或断离的神经近体端与远体端进行手术缝合，对损伤轻微或短间歇的缺损神经修复具有良好疗效，但由于神经没有伸展功能，缝合产生的张力会影响神经的再生，对长间歇的神经缺损修复也无能为力。神经导管桥接术是利用神经具有一定的再生修复能力(1mm/天)，在缺损神经的近体端与远体端通过导管搭桥，诱导神经沿导管方向再生，同时，营造一个有利于神经再生功能发挥的微环境，可以促进缺损神经的再生修复。是目前神经再生修复的研究热点。神经导管桥接术已从对导管基质材料的研究，转向导管微结构的研究，同时，与分子生物技术结合，通过吸附或填充各种神经再生促进剂，促进长间歇缺损神经的再生修复是当前的发展趋势。神经导管基质材料目前趋向于使用具生物相容性与可吸收性的胶原、聚乳酸、聚乙交酯丙交酯、聚壳聚糖等。90年代初的美国专利“US4963146”是目前各类可吸收神经导管的雏形。它具有生物相容性和可吸收性、半透性、可通过管壁进行营养物质的传输与新陈代谢；具有缝合与运动所需的机械强度与性能；同时还包含有葡萄糖蛋白、外皮生长因子、神经生长因子、人体昆布氨酸等神经再生促进剂；日本专利JP[31]162397(中国专利CN1304296A)改进导管微结构，同时用昆布氨酸等涂覆导管纤维材料，促进猫、猴的较长间歇神经缺损的再生修复。上述神经导管的研究，大都应用了各类神经再生促进剂。如神经细胞营养因子(NGF)睫状神经营养因子(CNTF)或纤维细胞生长因子(FGF)，人昆布氨酸(laminine)，纤维连接蛋白(fibronection)等等。尽管其详细的机理还不清楚，但都发现对神经生长具有确切的促进作用。但在上述神经导管应用中，这些神经再生促进剂大都采用物理吸附的方式导入导管内部或导管材料表面，由于神经导管管壁必须是一半透性的体系，有利于体液中营养物质进入导管内部以及代谢物的排出，因此，在体液的作用下，这些物理吸附的神经生长促进剂就容易透过管壁早期流出，造成神经生长促进剂在体内的扩散，影响神经生长促进剂集中在管内发挥作用，同时可能引起机体的不良反映。因此一种新的神经导管或膜的研制是个很重要的研究课题。本专利技术等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的神经导管或膜的制备方法包括下列步骤1.将生物可吸收降解材料制作成导管或膜将生物可吸收降解材料如胶原、聚乳酸、聚乙交酯丙交酯(PGLA)等，优选PGLA，分子量为10-50万，常规熔融纺丝制成纤度0.8-2.8克/袋的长丝，再通过园编法编织成管，外管径0.8-5.0mm，管壁厚度0.05-0.5mm，管内中间插入有与管轴平行的胶原、聚乳酸、聚乙交酯丙交酯等纤维、无纺布或海绵状材料填充物，管内填充后孔隙率为90-99％。或者通过熔融法热压成薄膜，薄膜厚为0.02-0.05mm，或熔融法成膜在可以用于细胞培养的玻璃片上。2.等离子体表面修饰将上述制作的导管剪成2-5cm的长度。将需要处理的导管或薄膜及需要填充进导管的纤维、无纺布或海绵状材料置于频率20KHz-13.56MHz的等离子体的反应器中，反应器可以进行脉冲调制，使放电在“开”与“关”之间间歇进行，脉冲比(“开”的时间除以“开”和“关”的时间总和)为1％-99％，“开”的时间范围为1ms-50ms。反应器电极为电容耦合式。抽真空至本底真空度3.5×10-2Pa，将含有氨基、羧基的单体如氨基酸例如丙氨酸、甘氨酸、赖氨酸，丙烯酰胺，乙烯基乙酸或丙烯酸配成浓度10％到100％的水溶液，通过氩气、氦气、氖气、氮气等非聚合性气体鼓泡导入反应器。调节流量计控制气体流量为5-150sccm，真空度范围5-300Pa，放电功率2W-260W，聚合时间0.1hr-5hr，放电聚合后取出，导管或膜表面形成一层聚合物涂层。红外测量结果表明，通过调节脉冲比，聚合物中可以更多地保留原有单体结构中的氨基、羧基，保留量视单体种类、聚合条件而变化。例如，在乙烯基乙酸聚合情况下，在峰值功率20W，真空度35Pa，氩气流量120sccm条件下，随脉冲比从100％变化到10％，X光电子能谱(XPS)测量结果表明乙烯基乙酸聚合修饰膜中氧的含量从13％变化到17％。所保留的氨基、羧基作为必需的基团参加后续的固定化反应。3.神经再生促进剂的固定化反应将上述聚合修饰过的导管或膜经环氧己烷或紫外线消毒，然后置于浓度为1-50％的碳二亚胺类催化剂配成的PBS溶液中，室温反应20-100分钟后取出，过剩的催化剂用PBS溶液冲洗两遍。然后放入浓度(30-300ng/ml)的神经再生促进剂蛋白如睫状神经营养因子(CNTF)、神经生长因子(NGF)、脑原性神经营养因子(BDNF)等的PBS溶液中，溶液与待处理材料的体积比至少为1∶1，2-10℃条件下反应15-40hr取出，PBS溶液冲洗三遍。通过Elisa方法测定固定化神经再生促进剂的浓度，例如，采用R&D公司的DNT-00人体-CNTF Elisa定量试剂盒，将固定了神经再生促进剂CNTF的膜作为已经结合了CNTF的包埋抗体，通过CNTF的抗体(抗CNTF β-牛乳糖苷酶)与CNTF的免疫反应，再通过抗CNTF β-牛乳糖苷酶底物的反应和光度测定，测得膜上有效地固定了CNTF神经再生促进剂。固定化神经再生促进剂的浓度可为12-41ng/cm2。由于只有与膜化学键合的神经再生促进剂才能在反应中被检测到，所以该测量结果说明膜上已经有效地固定了神经再生促进因子。固定有神经再生促进因子的神经导管和膜即为本专利技术等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的神经导管和神经培养膜。经过上述制备方法获得的神经导管和填充材料组合后，可用于体内缺损神经的再生修复，由于导管表面含有固定化的神经再生促进剂，促进了神经元的生长发育，大大地提高了再生神经的神经信号传递速度、中段神经轴突的截面积和数量。经过上述制备方法获得的膜可以用于各种体外神经细胞培养，由于膜表面含有固定化的神经再生促进剂，大大地加快了神经细胞贴璧生长的速度，缩短细胞培养时间。本专利技术等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂方法，主要是首先通过等离子体表面修饰，在神经导管材料表面获得可进行下一步化学反应的活性基团，再通过碳二亚胺类生物催化剂，在低温下，通过共价键将具有蛋白质结构的神经再生促进因子化学键合在神经导管材料表面，该方法具有以下优点1.射频连续波等离子体聚合反应所得聚合物含较多交联结构，而且原单体中COOH、NH2、CHO等官能团较难完整地保留。通过对射频等离子体进行脉冲调制，可以使放电在“开”与“关”之间间歇进行，在放电处于“开“的阶段，等离子体反应按照常规等离子体反应进行，主要为活性种与较多交联结构的产生阶段；在放电处于“关“的阶段，等离子体反应具有自由基或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的神经导管或膜，其特征在于是由生物可吸收降解材料制成的导管或膜，在其表面有一层通过等离子体表面聚合修饰形成的含有作为后一步固定化反应的活性基团的聚合物涂层，再通过共价键将神经再生促进剂化学键合固定在导管或膜的表面，在导管内中间还插入有也经过该修饰固定化处理的与管轴平行的纤维、无纺布或海绵状材料填充物而组成。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的神经导管或膜，其特征在于是由生物可吸收降解材料制成的导管或膜，在其表面有一层通过等离子体表面聚合修饰形成的含有作为后一步固定化反应的活性基团的聚合物涂层，再通过共价键将神经再生促进剂化学键合固定在导管或膜的表面，在导管内中间还插入有也经过该修饰固定化处理的与管轴平行的纤维、无纺布或海绵状材料填充物而组成。2.如权利要求1所述的神经导管或膜，其特征在于所述生物可吸收降解材料可以是胶原、聚乳酸、聚乙交酯丙交酯，分子量为10-50万。3.如权利要求1所述的神经导管或膜，其特征在于所述聚合物涂层是由含有氨基、羧基的单体聚合而形成的聚合物涂层。4.如权利要求3所述的神经导管或膜，其特征在于所述含有氨基、羧基的单体可以是氨基酸、丙烯酰胺、乙烯基乙酸或丙烯酸。5.如权利要求4所述的神经导管或膜，其特征在于所述的氨基酸可以是丙氨酸、甘氨酸、赖氨酸。6.如权利要求1所述的神经导管或膜，其特征在于所述神经再生促进剂可以是睫状神经营养因子、神经生长因子、脑源性神经营养因子。7.如权利要求1所述的神经导管或膜，其特征在于所述填充物纤维可以是胶原、聚乳酸、聚乙交酯丙交酯纤维。8.如权利要求1所述的神经导管或膜，其特征在于所述导管内填充后孔隙率为90-99％。9.一种等离子体表面修饰固定化神经再生促进剂的导管或膜的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤1).将生物可吸收降解材料制作成导管或膜导管的外管径为0.8-5.0mm，管壁厚度为0.05-0.5mm，导管内中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张菁，谢涵坤，胡群华，陈皓，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]