專利名稱：聚己內(nèi)酯pcl靜電紡絲神經(jīng)導管及其制備和應用的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬神經(jīng)導管及其制備和應用領域，特別是涉及聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管 及其制備和應用。
背景技術(shù)：
對受損神經(jīng)試圖進行修復的首例外科手術(shù)可以向前追述到13世紀Li， Multi-layered, semi-permeable conduit for nerve regeneration, U.S. Pat. No. 4963146，而直至P見在，對受t員 神經(jīng)進行修復也還是醫(yī)學界的一個難題并且一直是科學家們試圖征服的一座山峰。
當一根神經(jīng)被撕裂而受到嚴重損傷時，只要神經(jīng)沒有缺損，就可以通過顯微外科手術(shù) 進行神經(jīng)的縫合。但如果神經(jīng)在受傷過程中有部分缺損，在受損神經(jīng)的兩端便會有一段距 離。如果缺損距離不是很長如在1.5cm之內(nèi)Dellonetal.， Bioabsorbable surgical device for treating nerve defects, U.S. Pat. No. 4870966，也可以通過拉伸神經(jīng)兩端而將其縫合在一起。 此外，采用本體或他體神經(jīng)移植可以解決神經(jīng)缺損的問題，但此法必然伴隨移植神經(jīng)提供 區(qū)的神經(jīng)功能損傷，所謂"拆東墻補西墻"。上述三種治療方案并未使問題獲得根本解決， 首先縫合過程會耗費很長時間，其次縫合線的使用會對神經(jīng)的刺激性功能造成損傷，神經(jīng) 恢復的效果仍然不理想。因此，尋找新的神經(jīng)修補方法是神經(jīng)外科治療中亟待解決的難題。
神經(jīng)導管的使用為神經(jīng)的修復提供了一種新穎思路。其優(yōu)點為首先，神經(jīng)雖有再生 功能，但任其自由生長很難完全避免神經(jīng)端頭的巻曲、轉(zhuǎn)向等現(xiàn)象，而神經(jīng)導管為斷裂神 經(jīng)的生長對接提供了導向性通道；其次，神經(jīng)導管為神經(jīng)的修復提供了一個微環(huán)境，使得 神經(jīng)可以順利再生伸展并與對面神經(jīng)軸突相連接，達到修復受損神經(jīng)的目的。多年來，各 國研究人員研究發(fā)明了多種神經(jīng)導管，簡單介紹如下
Dellon等人Dellon et al.， Bioabsorbable surgical device for treating nerve defects, U.S. Pat. No. 4870966發(fā)明了一種用針織或編織方法制備的柔軟、多孔的可降解網(wǎng)狀神經(jīng)導管。 導管設計成巻曲狀，以免在需要彎曲時損傷內(nèi)部的再生系統(tǒng)。導管內(nèi)部很光滑，盡量使神 經(jīng)軸突處于最佳生長環(huán)境中。LiLi， Multi-layered, semi-permeable conduit for nerve regeneration, U.S. Pat. No.4，963,146; Li， Multi-layered, semi-permeable conduit for nerve regeneration comprised of type 1 collagen, its method of manufacture and a method of nerve regeneration using said conduit, U.S. Pat. No. 5,026,381發(fā)明的神經(jīng)導管管壁是由多層半滲 透I型膠原組成的，管壁中孔洞尺寸在0.006 5微米之間，據(jù)稱這些孔洞可選擇性地允許 神經(jīng)元因子通過而阻止纖維性細胞穿越。NicholsNichols, Nerve regeneration conduit, U.S.Pat No. 501卯87也發(fā)明了類似的神經(jīng)導管，管壁由I型膠原和層粘連蛋白組成，據(jù)稱蛋 白的加入能加速神經(jīng)的生長。
國內(nèi)研究人員在神經(jīng)導管研制方面也做了大量工作朱康杰等人朱康杰等，聚碳酸 酯類神經(jīng)導管的制備方法99124557.1[P]. 1999-12-09公開了一種采用干一濕相轉(zhuǎn)移凝固 法制備聚碳酸酯類神經(jīng)導管的方法，制備步驟為碳酸二乙酯和二酯經(jīng)催化脫醇制成環(huán)狀 碳酸酯單體，將其和乙交酯或丙交酯進行共聚。制得的聚合物用良溶劑溶解并加入添加劑， 配制濃溶液，擠出成型制備成中空導管。張菁等人張菁等，等離子體表面修飾固定化神 經(jīng)再生促進劑的神經(jīng)導管或膜及其制備方法03115939.7[P]. 2003-03-21發(fā)明了一種等離 子體表面修飾固定化神經(jīng)再生促進劑的神經(jīng)導管或膜，其特點主要在導管或膜表面有一層 通過等離子體表面聚合修飾形成的含有作為后一步固定化反應的活性基團的聚合物涂層， 再通過共價鍵將祌經(jīng)再生促進劑化學鍵合固定在導管或膜的表面，在導管內(nèi)中間還插入有 與管軸平行的纖維、無紡布或海綿狀材料等物。據(jù)稱神經(jīng)再生促進劑可集中在導管內(nèi)部、 管壁表面發(fā)揮作用，誘導神經(jīng)細胞貼壁生長，不會隨體液的流出流入而擴散到機體的其他 部位。侯春林人侯春林等， 一種殼聚糖復合神經(jīng)導管的制備方法200710045601.4[P]. 2007-09-05的發(fā)明步驟是通過膠原蛋白和殼聚糖的酸性溶液以適當體積配比混合成復 合液，然后將復合液在模具上進行層層固化制得。據(jù)稱本發(fā)明的神經(jīng)導管拉伸強度大，體 內(nèi)維持時間長。崔樹森崔樹森，自體功能性放大的人工神經(jīng)導管200710056384.9[P]. 2007-12-06公開了一種適用于長段、粗大和多處周圍神經(jīng)缺損手術(shù)修復要求的人工神經(jīng) 導管，包括有采用生物可降解材料制成的外套管與內(nèi)套管，在內(nèi)套管里放置有數(shù)組內(nèi)套管 支架，每組內(nèi)套管支架是由兩個內(nèi)套管支架組成的盛物腔。外套管與內(nèi)套管的外觀形狀是 橫截面為橢圓環(huán)形的薄壁管體，內(nèi)套管里數(shù)組內(nèi)套管支架用三根人工基質(zhì)橋固定連接。閻 玉華等人閻玉華等，復合型聚乳酸緩釋人工神經(jīng)導管材料及制備方法200410012846.3[P]. 2004-03-16公開了一種復合型緩釋人工神經(jīng)導管材料和制備方法。該導管材料為生物可 吸收的聚乳酸與納米羥基磷灰石粉和誘導神經(jīng)生長的神經(jīng)生長因子(NGF)的復合材料。 其制備方法是先將聚乳酸在有機溶劑中溶解，加入納米輕基磷灰石粉及NGF凍干粉，超 聲波分散，然后用溶劑揮發(fā)法制成內(nèi)徑為2.0 3.0mm、壁厚為0.1 0.3mm、長10 15mm 的具有微孔的復合導管。趙林森等人趙林森等，可吸收神經(jīng)導管及其制造方法 200410067183.5[P]. 2004-10-15公開了一種可吸收神經(jīng)導管，由80-120重量份殼聚糖和 10-30份乳酸組成。制備步驟如下(1)提供殼聚糖在乳酸中的溶液，該溶液含有80-120 重量份殼聚糖和10-30份乳酸；(2)將所述溶液均勻涂覆在一模具棒上，并加熱使之干燥；(3)將得到的產(chǎn)物在0.2-2N的NaOH溶液中浸泡至脫模。金巖等金巖等，用于修復周 圍神經(jīng)缺損的組織工程化周圍神經(jīng)及制備方法03134541.7[P]. 2003-09-02發(fā)明的神經(jīng)導 管由神經(jīng)膠質(zhì)細胞或干細胞構(gòu)建而成，制備方法包括神經(jīng)導管的制備、神經(jīng)營養(yǎng)因子控制 釋放微球的制備、組織工程化周圍神經(jīng)的構(gòu)建。據(jù)稱采用神經(jīng)膠質(zhì)細胞和神經(jīng)營養(yǎng)因子可 以保護神經(jīng)原，促進神經(jīng)軸突再生并對軸突再生的方向性起重要的引導作用。
隨著社會的發(fā)展和進步，人類對健康的要求會越來越高。近年來，組織工程的概念得 到了越來越多學者的認可，組織工程支架包括神經(jīng)導管的研究開發(fā)也得到了快速發(fā)展。將 來會有更優(yōu)質(zhì)、更理想的神經(jīng)系統(tǒng)修復手段服務于全人類。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管及其制備和應用， 該神經(jīng)導管管壁在導向、輸送養(yǎng)分作用的同時還是再造神經(jīng)的組織工程支架；該制備方法 操作簡單，成本低，對環(huán)境友好，經(jīng)濟效益高。
本發(fā)明的聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管，包括內(nèi)層和外層，內(nèi)層是采用高分子可 降解纖維制成的網(wǎng)狀導管，外層為釆用靜電紡絲法噴射的PCL亞微米級纖維制成的高比表 面積、高孔隙率、三維網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)。
所述的神經(jīng)導管長度為10 100mm，內(nèi)徑為0.5 5mm，壁厚為0.02 1.5mm。
所述的神經(jīng)導管內(nèi)層采用的高分子可降解纖維可以是單絲，也可以是復絲。其材料可 以由生物可降解高分子材料聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙交酯丙交酯(PGLA)、 聚乳酸(PLA)、聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚對二氧環(huán) 已酮(PDS)中的一種或幾種復合制備而成。
所述的神經(jīng)導管外層管壁為采用靜電紡絲法噴射的PCL亞微米級纖維制成的高比表 面積、高孔隙率、三維網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管的制備，包括
(1) 將高分子可降解纖維編織成內(nèi)徑0.5 5mm的網(wǎng)狀圓管，定長定型后套入靜電紡絲裝 置的旋轉(zhuǎn)接收圓管上；
(2) 將PCL溶解于三氯甲烷/甲醇溶液(三氯甲烷甲醇體積比=5: 1 2: 1)中，攪拌，
PCL質(zhì)量百分比為4 20%的PCL/三氯甲烷/甲醇溶液；
(3) 進行PCL/三氯甲烷/甲醇溶液的靜電紡絲，流量為0.3 5mL/h，施加電壓值為10 50kv，接收距離為10 30cm;
(4) 靜電紡結(jié)束后，取下神經(jīng)導管，包裝消毒后便可用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。所述步驟(1)中的靜電紡絲接收裝置為一旋轉(zhuǎn)圓管，旋轉(zhuǎn)速度為10 90rpm。 通過調(diào)整內(nèi)層高分子可降解纖維的纖度、網(wǎng)狀導管的編織密度可控制神經(jīng)導管的強度
與柔軟性；通過調(diào)節(jié)外層靜電紡絲工藝參數(shù)可以控制神經(jīng)導管的壁厚、密度、空隙率、孔
洞尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)。
本發(fā)明的聚己內(nèi)酯(PCL)靜電紡絲神經(jīng)導管應用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。
有益效果
(1) 本發(fā)明的神經(jīng)導管管壁是采用靜電紡絲法制備而成的一種高比表面積、高孔隙率、 三維網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)，在起到導向、輸送養(yǎng)分作用的同時還是再造神經(jīng)的組織工程支架；
(2) 本發(fā)明的神經(jīng)導管可在嚴重受損斷裂并很難通過外科手術(shù)進行縫合的神經(jīng)兩端架起 一座橋梁，起到促進受損神經(jīng)再生修復的作用；
G)本發(fā)明的制備方法操作簡單，成本低，對環(huán)境友好，經(jīng)濟效益高。
圖l:采用高分子可降解纖維制成的內(nèi)層網(wǎng)狀導管；
圖2:神經(jīng)導管外觀。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
實施例1
(1) 將聚己內(nèi)酯單絲(直徑0.1mm)編織成內(nèi)徑2mm的網(wǎng)狀圓管，定長定型后套入靜電 紡絲裝置的旋轉(zhuǎn)接收圓管上，旋轉(zhuǎn)速度為50rpm;
(2) 將PCL溶解于三氯甲垸/甲醇溶液(三氯甲烷甲醇體積比二4: 1)中，攪拌成PCL 質(zhì)量百分比為10X的PCL/三氯甲垸/甲醇溶液。
(3) 進行PCL/三氯甲垸/甲醇溶液的靜電紡絲，流量為1.5mL/h，施加電壓值為10kv，接 收距離為10cm;
(4) 靜電紡結(jié)束后，取下神經(jīng)導管，包裝消毒后便可用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。
實施例2
(1)將聚乙醇酸(PGA) 70dtex/24f纖維編織成內(nèi)徑3mm的網(wǎng)狀圓管，定長定型后套入靜電紡絲裝置的旋轉(zhuǎn)接收圓管上，旋轉(zhuǎn)速度為40rpm;
(2) 將PCL溶解于三氯甲烷/甲醇溶液(三氯甲烷甲醇體積比=3: 1)中，攪拌成質(zhì)量 百分比為6%的PCL/三氯甲烷/甲醇溶液。
(3) 進行PCL/三氯甲垸/甲醇溶液的靜電紡絲，流量為lmL/h，施加電壓值為30kv，接收 距離為18cm;
(4) 靜電紡結(jié)束后，取下神經(jīng)導管，包裝消毒后便可用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。
實施例3
(1) 將聚乙交酯丙交酯(PGLA)單絲編織成內(nèi)徑2.5mm的網(wǎng)狀圓管，定長定型后套入靜 電紡絲裝置的旋轉(zhuǎn)接收圓管上，旋轉(zhuǎn)速度為35rpm;
(2) 將PCL溶解于三氯甲烷/甲醇溶液(三氯甲烷甲醇體積比=3.5: 1)中，攪拌成質(zhì) 量百分比為7%的PCL/三氯甲垸/甲醇溶液。
(3) 進行PCL/三氯甲烷/甲醇溶液的靜電紡絲，流量為0.8mL/h，施加電壓值為15kv，接 收距離為13cm;
(4) 靜電紡結(jié)束后，取下神經(jīng)導管，包裝消毒后便可用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。
實施例4
(1) 將聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纖維編織成內(nèi)徑3mm的網(wǎng)狀圓管，定長定型后套入靜 電紡絲裝置的旋轉(zhuǎn)接收圓管上，旋轉(zhuǎn)速度為40rpm;
(2) 將PCL溶解于三氯甲垸/甲醇溶液(三氯甲垸甲醇體積比=5: 1)中，攪拌成PCL/ 三氯甲垸/甲醇溶液；
(3) 進行PCL/三氯甲烷/甲醇溶液的靜電紡絲，流量為lmL/h，施加電壓值為30kv，接收 距離為18cm;
(4) 靜電紡結(jié)束后，取下神經(jīng)導管，包裝消毒后便可用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。
權(quán)利要求
1. 聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管，包括內(nèi)層和外層，內(nèi)層是采用高分子可降解纖維制成的網(wǎng)狀導管，外層為采用靜電紡絲法噴射的PCL亞微米級纖維制成的高比表面積、高孔隙率、三維網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管，其特征在于所述的神經(jīng)導管長度為10 100mm，內(nèi)徑為0.5 5mm，壁厚為0.02 1.5mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管，其特征在于所述的神經(jīng)導管內(nèi)層采用的高分子可降解纖維是單絲或復絲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管，其特征在于所述的神經(jīng)導管 外層管壁為采用靜電紡絲法噴射的PCL亞微米級纖維制成的高比表面積、高孔隙率、三維 網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)。
5. 聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管的制備，包括(1) 將高分子可降解纖維編織成內(nèi)徑0.5 5mm的網(wǎng)狀圓管，定長定型后套入靜電紡絲裝 置的旋轉(zhuǎn)接收圓管上；(2) 將PCL溶解于體積比二5: 1 2: l三氯甲垸/甲醇溶液中，攪拌，PCL質(zhì)量百分比為 4 20%的PCL/三氯甲烷/甲醇溶液；(3) 進行PCL/三氯甲垸/甲醇溶液的靜電紡絲，流量為0.3 5mL/h，施加電壓值為10 50kv，接收距離為10 30cm;(4) 靜電紡結(jié)束后，取下神經(jīng)導管，包裝消毒。
6 根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管的制備，其特征在于所述步驟(1)中的靜電紡絲接收裝置為一旋轉(zhuǎn)圓管，旋轉(zhuǎn)速度為10 卯rpm。
7.聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管應用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚己內(nèi)酯PCL靜電紡絲神經(jīng)導管及其制備和應用，包括內(nèi)層和外層，內(nèi)層是采用高分子可降解纖維制成的網(wǎng)狀導管，外層為采用靜電紡絲法噴射的PCL亞微米級纖維制成的高比表面積、高孔隙率、三維網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)；制備，(1)將高分子可降解纖維編織，套入靜電紡絲裝置；(2)將PCL溶解于三氯甲烷/甲醇溶液中，攪拌；(3)進行PCL/三氯甲烷/甲醇溶液的靜電紡絲；(4)靜電紡結(jié)束后，取下神經(jīng)導管，包裝消毒。本發(fā)明的神經(jīng)導管管壁在導向、輸送養(yǎng)分作用的同時還是再造神經(jīng)的組織工程支架；該制備方法操作簡單，成本低，對環(huán)境友好，經(jīng)濟效益高，用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)的修復。
文檔編號A61L29/00GK101543645SQ20091005050
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者天 劉, 慶 楊, 科 楊, 沈新元, 郯志清, 璐 陳 申請人:東華大學