一种粘性水凝胶材料、免缝合人工神经导管及其制备方法技术

本发明专利技术属于可植入人体中的医用生物材料领域，公开了一种粘性水凝胶材料、免缝合人工神经导管及其制备方法。本发明专利技术将具有组织粘附功能的粘性水凝胶材料和壳聚糖人工神经导管相结合，提供一种免于人工手术缝合，方便使用的免缝合人工神经导管。粘合在该免缝合人工神经导管端侧的粘性水凝胶材料具有良好的组织相容性和力学性能，能够通过物理作用和化学键合与湿润的组织表面强力粘合，可以避免手术植入导管时的繁琐缝合过程。为了制备该免缝合人工神经导管，本发明专利技术还公开了一种简单易行、适合生产的制备方法。

Viscous hydrogel material, suture free artificial nerve conduit and preparation method thereof

The invention belongs to the field of medical biomaterials that can be implanted into human body, and discloses a viscous hydrogel material, a suture free artificial nerve conduit and a preparation method thereof. The invention combines a sticky hydrogel material with a tissue adhesion function and a chitosan artificial nerve conduit, and provides a suture free artificial nerve conduit which is free from artificial surgical suture and is convenient to use. The adhesive hydrogel material adhered to the end of the suture free artificial nerve conduit has good histocompatibility and mechanical properties. It can be strongly adhered to the wetted tissue surface by physical action and chemical bonding, thus avoiding the cumbersome suture process when implanting the catheter. In order to prepare the sutureless artificial neural catheter, the invention also discloses a simple and easy preparation method suitable for production.

【技术实现步骤摘要】
一种粘性水凝胶材料、免缝合人工神经导管及其制备方法
本专利技术属于可植入人体中的医用生物材料领域，尤其涉及一种粘性水凝胶材料、免缝合人工神经导管及其制备方法。
技术介绍
在我国，周围神经损伤患者数量呈逐年增多的趋势。尽管周围神经具有一定的自我修复功能，但难以实现完全自我修复特别是长距离神经缺损，因此需要借助于各种神经桥接物进行修复。虽然自体同源支架是修复周围神经缺损的金标准，但是却面临着供体来源有限，尺寸不匹配以及会给取材部位造成永久伤害等问题。目前，人们主要借助由具有较好生物相容性和生物降解性的天然或合成生物材料制备而成的各种组织工程神经桥接物来实现神经修复。但这些人工神经移植物促进周围神经再生的速度仍然难以满足临床需要，特别是难以修复较长距离的神经缺损。因此，开发能较快促进周围神经再生并能实现较长距离神经缺损修复的新型神经移植物具有非常重要的科学意义。水凝胶是高度交联的亲水聚合物，结构与天然细胞外基质的相似，具有良好生物相容性，已被广泛研究，并且已经在医学领域中应用。天然存在的聚合物如壳聚糖，藻酸盐，透明质酸(HA)，胶原和明胶等，具有可生物降解性，但存在机械性能差、免疫原性以及批次间的差异性等缺点。而聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚(乙烯醇)(PVA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等合成类聚合物一般具有更良好的机械性能和低免疫原性，但缺乏生物功能。因此由天然和合成类聚合物复合形成的水凝胶可以满足体内应用。对湿润和动态表面(包括生物组织)的粘附在很多领域都很重要，可以强烈粘合到生物组织的粘合剂将具有广泛的应用，从组织修复和药物递送。然而，现有的组织粘合剂远非理想，或具有细胞毒性、组织相容性差，或在湿润组织表面粘附力差。因此急需开发能在湿润组织表面具有良好粘合性和组织相容性的生物材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种粘性水凝胶材料、免缝合人工神经导管及其制备方法。粘性水凝胶材料可实现人工神经导管与湿润和动态组织表面的粘合，无需缝合，使用方便。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种粘性水凝胶材料的制备方法，包括：1)将壳聚糖、海藻酸钠和丙烯酰胺溶于MES缓冲液，得混合溶液；2)向所述混合溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌混合均匀后，再加入N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺、过硫酸铵和CaSO4，室温下搅拌0.5～1h，得粘性水凝胶材料。优选的，所述MES缓冲液的pH值为5。优选的，所述混合溶液中各组分含量为：更优选的，所述混合溶液中各组分含量为：优选的，步骤(2)中1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的使用量为每1mL的所述混合溶液中加入0.12g；N-羟基琥珀酰亚胺的使用量为每1mL的所述混合溶液中加入0.12g；N，N'-亚甲基双丙烯酰胺的使用量为每1mL的所述混合溶液中加入3.6μL浓度为20g/L的N，N'-亚甲基双丙烯酰胺；四甲基乙二胺的使用量为每1mL的所述混合溶液中加入0.8μL的四甲基乙二胺；过硫酸铵的用量为每1mL的所述混合溶液中加入22.6μL的浓度0.27M的过硫酸铵；CaSO4的用量为每1mL的所述混合溶液中加入19μL的浓度为0.75M的CaSO4。本专利技术在制备粘性水凝胶时加入N，N'-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，在四甲基乙二胺、过硫酸铵组成的氧化还原引发体系里，使丙烯酰胺发生自由基聚合反应，形成聚丙烯酰胺，海藻酸钠中活化的羟基可与聚丙烯酰胺形成酰胺键，可以增强壳聚糖水凝胶的力学性能，使其在制备过程中快速成型。除此之外，CaSO4中的钙离子与海藻酸钠溶液中的海藻酸发生离子耦合，形成交联网络，也可使粘性水晶胶材料在模具中快速成型。本专利技术还提供了一种粘性水凝胶材料，按照上述制备方法制得。该粘性水凝胶为多孔结构且无细胞毒性，有利于神经导管内外营养物质交换、细胞迁移以及组织再生，具有较强的组织相容性。本专利技术还提供了一种免缝合人工神经导管，包括壳聚糖人工神经导管和分别粘合在所述壳聚糖人工神经导管两端端部的粘性水凝胶，所述粘性水凝胶由上文所述的粘性水凝胶材料成胶后形成。本专利技术还提供了一种上述免缝合人工神经导管的制备方法，包括以下步骤：(1)将壳聚糖人工神经导管放入模具中，所述模具两端留出1～2cm长度的空余空间；(2)所述粘性水凝胶材料在成胶之前注射到放置在所述模具中的所述壳聚糖人工神经导管的两端，放置12～24h，待所述粘性水凝胶材料自然成胶后，卸掉模具，得免缝合人工神经导管。优选的，所述模具与所述壳聚糖人工神经导管内外径匹配。优选的，所述壳聚糖人工神经导管的长度为5mm。本专利技术还提供了一种免缝合人工神经导管，其特征在于，由权利要求1或2所述的粘性多孔水凝胶分别粘合在壳聚糖人工神经导管的两端制成。与现有技术相比，本专利技术公开的粘性水凝胶的制备方法中，将壳聚糖、海藻酸钠、丙烯酰胺混合后，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺混匀后再加入N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺、过硫酸铵和CaSO4，得到粘性水凝胶材料，该粘性水凝胶为多孔结构，且无细胞毒性，生物相容性好，适合植入体内。另外，粘性水凝胶材料制备过程中加入的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺使海藻酸钠中的羧基活化后，可与壳聚糖以及人体组织中氨基，形成酰胺键，形成交联网络。因此，将该粘性水凝胶材料在成胶前注射到放置有壳聚糖人工神经导管的模具中的两端位置，海藻酸钠中的羟基通过与壳聚糖形成酰胺键，在壳聚糖神经导管端部位置强力粘合成型，制备形成免缝合人工神经导管。该免缝合人工神经导管在使用过程中，譬如神经导管手术植入时，使粘性水凝胶能够通过与神经组织中的氨基形成酰胺键从而强力粘附神经组织，达到免去手术缝合的效果，使用方便。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。实施例11)配制1L的MES缓冲液，调节pH至5。2)称取20g壳聚糖、20g海藻酸钠和120g丙烯酰胺，溶于配置得到的MES缓冲液中，得到混合溶液。3)向混合溶液中加入120g氨基交联剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、120g的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，混匀后加入3.6mL的浓度为20g/L的共价交联剂N，N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)，0.8mL的加速剂四甲基乙二胺(TEMED)、22.6mL的浓度为0.27M引发剂过硫酸铵(APS)和19.1mL的浓度为0.75M离子交联剂CaSO4，混合均匀，得到粘性水凝胶材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘性水凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括：/n1)将壳聚糖、海藻酸钠和丙烯酰胺溶于MES缓冲液，得混合溶液；/n2)向所述混合溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌混合均匀后，再加入N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺、过硫酸铵和CaSO

【技术特征摘要】
1.一种粘性水凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括：
1)将壳聚糖、海藻酸钠和丙烯酰胺溶于MES缓冲液，得混合溶液；
2)向所述混合溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌混合均匀后，再加入N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺、过硫酸铵和CaSO4，室温下搅拌0.5～1h，得粘性水凝胶材料。


2.根据权利要求1所述的粘性水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述MES缓冲液的pH值为5。


3.根据权利要求1所述的粘性水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中各组分含量为：





4.根据权利要求1所述的粘性水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中各组分含量为：





5.根据权利要求1所述的粘性水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的使用量为每1mL的所述混合溶液中加入0.12g；N-羟基琥珀酰亚胺的使用量为每1mL的所述混合溶液中加入0.12g；N，N'-亚甲基双丙烯酰胺的使用量为每1mL的所述混合溶液中加入3.6μL浓度为20g/L的N，N'-亚甲基双丙烯酰胺；四甲基乙二胺的使用量为每1m...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌珏，杨宇民，汤晓璇，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32