本发明专利技术公开了一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，呈“皮‑芯”结构。“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成。微通道与纳米纤维取向平行。“皮”是由取向纳米纤维膜和无规纳米纤维膜复合而成。其制备方法是利用静电纺丝技术，采用高速旋转收集辊先收集一层取向纳米纤维，然后按照纤维取向，平行排列表面涂覆的长丝，再次静电纺丝喷覆形成通道层，此后将长丝取出，形成含有微通道的纳米纤维膜。最后通过卷绕、包覆及静电纺丝喷覆，最终形成含有微通道及取向纳米纤维束的神经导管。该导管制备工艺简单，易于产业化，其尺寸可调，适用于受损长度为10‑30mm的神经修复。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管及其制备方法。
技术介绍
神经系统再生能力有限，先天畸形、外伤、手术等造成的神经损伤均会导致支配区感觉丧失、运动障碍及神经源性疼痛等。短距离神经缺损，可直接手术缝合，但大于1cm的长段周围神经缺损，需采用自体神经移植或通过人工神经移植物辅助神经再生。采用自体神经移植修复虽然效果尚可，但存在来源受限、残留供区感觉功能障碍、增加供区创伤、需要多次手术等缺点，因此人工构建的神经移植物成为神经再生的研究重点。神经细胞再生是神经功能恢复的前提，神经细胞再生的首要条件是要有合适的生长环境。人们开发了许多不同材料组成及构型的移植物，试图引导轴突生长，提高神经再生的能力，如长丝、纤维束、中空纤维、多层管等，其中静电纺纳米纤维在神经修复中的应用研究尤其受到人们的关注。近年研究发现静电纺丝纳米纤维用于神经修复具有以下优点：(1)纳米级纤维具有高比表面积，增加了细胞和纤维的接触面积，可携带并释放药物、蛋白、核酸等多种生物化学物质，不但利于神经细胞黏附、迁移、增殖，还可促进轴突伸展；(2)对比无序和有序排列纳米纤维看，目前研究已证明取向纳米纤维的确对轴突伸展具有引导作用，这对神经再生与修复具有重要意义；(3)纳米纤维支架能够模仿细胞外基质，为神经细胞再生提供合适生长环境，具有高渗透性，有利于营养物质、O2渗透及细胞摄取和代谢产物排出。基于以上优势，人们纷纷利用纳米纤维构建神经导管及其移植物。前期人们主要是将静电纺纳米纤维收集于高速旋转的细金属转棍上，直接形成的纤维管。如专利CN 101439205A、CN 102091353A和CN 102671235A等均是采用不同的高聚物和填充材料，利用单喷头或同轴静电纺丝技术，将纳米纤维直接喷覆在高速转棍上，将转棍取出后形成神经导管。利用该方法制备的神经导管，其最大问题是纤维取向与导管轴向垂直，不利于引导受损神经沿着导管轴向生长。于是利用高速转辊收集形成取向纳米纤维膜，垂直于纤维取向将该膜卷绕成神经导管成为人们的选择，专利CN 102525689A和CN 103127548A等就是采用不同材料组成的高取向纤维膜，通过卷绕方法形成了神经导管。然而该卷绕管在进一步的修复研究中也发现了诸多问题，突出表现在：通过卷绕形成的神经导管只有一个中腔，仅在导管内壁含有取向纳米纤维，而神经是束状结构，难以高效引导受损神经。因此，将纤维膜直接卷绕成束状将提高接触引导效率。然而，单一的卷绕将使纤维膜间缺乏空隙，不利于神经长入。此外管状移植物在手术中及手术后易塌陷，不利于营养传输与神经长入。因此设计新的成膜方式和卷绕方法，构建含有微通道、微导管、空隙层的复合结构物，而不仅仅是含有一个中腔的管状物，将成为该领域的重要发展方向。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管及其制备方法，能够修复超过1cm受损距离，感知与运动功能恢复明显的神经导管，改变现有纳米纤维管状移植物的不足，并能提高生产效率。技术方案：一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，所述导管是由“皮-芯”结构构成，所述的“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，所述的微通道直径为30-200um，与纳米纤维取向平行，所述的纳米纤维直径为80-450nm；所述的“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。作为优化：所述“芯”的材料由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种天然聚合物组成，或由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，也可以是由上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成；按重量计，“芯”的重量占85-90％。作为优化：所述“皮”的材料为聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成。一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，包括如下步骤：(1)将由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种，或聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，或上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成的聚合物溶解在挥发性溶剂中，采用静电纺丝技术，利用直径为200mm的高速转辊收集，转速为1000-3000rpm，形成高取向纳米纤维膜，以此作为微通道纳米纤维膜的“基层”；(2)平行于纳米纤维取向，在已形成的“基层”表明平行排列直径为32-210um的长丝，间距为0.02-0.2mm；所述的长丝采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)预先涂覆处理；(3)利用纺制基层的高聚物与工艺条件，继续静电纺丝，在已排列长丝的“基层”表明形成“通道层”；(4)将纤维膜从高速转辊取下，根据长丝表面涂覆材料的不同，将纤维膜放于40-95℃的水或乙醇中处理10-30min中，然后把长丝从纤维膜中抽出，在“基层”与“通道层”间形成直径为30-200um的微通道；(5)垂直于纳米纤维方向，将该含有微通道的纤维膜剪成10-30mm的长条；(6)将长条的“基层”贴附在细的金属圆辊上，然后卷绕成直径为1-3mm的卷绕物，形成神经导管的纳米纤维束“芯”；(7)聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种溶解在挥发性溶剂中，利用直径为200mm的高速转辊收集，转速为1000-3000rpm，收集4-6h，形成厚度为15-25um的高取向纤维膜；(8)垂直于纤维取向，将步骤(7)中的纤维膜剪成比步骤(5)中长条宽4mm的长条，包裹在步骤(6)形成的该卷绕物表面，包裹1-2层，两端形成2mm的“鞘”；(9)将步骤(7)中的聚合物溶液静电纺丝，在步骤(8)形成的卷绕物表面喷覆一层无规纳米纤维膜，最终形成神经导管的“皮”；(10)将金属圆辊抽出，形成含有微通道及取向纳米纤维的神经导管。作为优化：除膜内含有微通道外，在纤维膜间还含有20-200um的通道。作为优化：所述“鞘”的缝合强力为2-2.7N/针，“芯”的降解速度为3-12周，“鞘”的降解速度为8-20周。作为优化：其总长度为14-34mm，经过卷绕的纳米纤维束“芯”长度为10-30mm，神经导管两端具有长度为2mm的缝合鞘，可用于受损长度为10-30mm的神经修复。有益效果：本专利技术构建方法是先将具有良好生物相容的高聚物静电纺丝，以高速转辊收集，形成多通道高取向纳米纤维膜。垂直于纤维取向，通过各种卷绕方式，形成含有微通道的纤维束，以此作为神经移植物的“芯”。在芯的表面再包覆1-2层取向纳米纤维膜，形成“鞘”的内层，最后静电喷覆形成“鞘”外层。具体优势如下：(1)实现含有纳米纤维束的神经导管构建。目前构建的含有取向纳米纤维的神经导管主要有两种，一是通过高速转辊直接收集纳米纤维并形成导管，该纤维的取向与管的轴向垂直，不利于引导神经生长；另一种是通过卷绕形成的仅含有一个中腔的导管，该导管仅能通过管壁的取向纳米纤维引导神经生长，而神经是束状结构，难以高效引导。本专利技术将利用取向纳米纤维膜通过各种方式卷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，其特征在于：所述导管是由“皮‑芯”结构构成，所述的“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，所述的微通道直径为30‑200um，与纳米纤维取向平行，所述的纳米纤维直径为80‑450nm；所述的“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。
【技术特征摘要】
1.一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，其特征在于：所述导管是由“皮-芯”结构构成，所述的“芯”是由含微通道的取向纳米纤维膜卷绕成的束状纤维构成，所述的微通道直径为30-200um，与纳米纤维取向平行，所述的纳米纤维直径为80-450nm；所述的“皮”是由取向纳米纤维膜卷绕包覆，然后再喷覆一层无规纳米纤维膜复合而成。2.根据权利要求1所述的含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，其特征在于：所述“芯”的材料由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种天然聚合物组成，或由聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，也可以是由上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成；按重量计，“芯”的重量占85-90％。3.根据权利要求1所述的含有微通道和取向纳米纤维的神经导管，其特征在于：所述“皮”的材料为聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成。4.一种含有微通道和取向纳米纤维的神经导管的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将由丝素、明胶、层粘连蛋白、胶原中的一种或几种，或聚乳酸(PLA)、羟基乙酸与羟基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己内酯等合成聚合物组成中的一种或几种组成，或上述天然与合成高聚物中的一种与多种组成的聚合物溶解在挥发性溶剂中，采用静电纺丝技术，利用直径为200mm的高速转辊收集，转速为1000-3000rpm，形成高取向纳米纤维膜，以此作为微通道纳米纤维膜的“基层”；(2)平行于纳米纤维取向，在已形成的“基层”表明平行排列直径为32-210um的长丝，间距为0.02-0.2mm；所述的长丝采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)预先涂覆处理；(3)利用纺制基层的高聚物与工艺条件，继续静电纺丝，在已排列长丝的“基层”...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹桂波，
申请(专利权)人：江苏工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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