促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架制造技术

本申请涉及医疗器械领域，提供一种促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架，所述仿生脊髓支架包括：至少两层基体层，所述基体层承载有骨髓间充质干细胞；及至少一层支撑层，所述支撑层设置于所述至少两层基体层之间，所述支撑层用于支撑所述至少两层基体层，所述支撑层包括间隔排列的多个支撑单元，所述多个支撑单元之间形成孔隙；所述支撑单元承载有雪旺细胞，所述孔隙用于引导轴突定向延伸。本申请提供的促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架，能够模拟脊髓结构的结构和功能，促进骨髓间充质干细胞向神经元方向分化，引导突轴定向延伸。定向延伸。定向延伸。

【技术实现步骤摘要】
促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架


[0001]本申请涉及医疗器械
，具体地讲，涉及促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架。

技术介绍

[0002]脊髓损伤是一种永久性的破坏性疾病，与高残疾、低预后和高成本有关。脊髓损伤后的功能恢复主要集中在神经元的再生和轴突的生长。然而，单一的治疗策略，如细胞移植，不能有效、长期和稳定的发挥作用，以至于不能适应多变的微环境。因此，建立细胞移植联合组织工程策略是必不可少的。
[0003]二维细胞支架培养的细胞生长表现出明显的瓶颈效应，二维空间和细胞间竞争的抑制限制了细胞的增殖和生长。由于脊髓组织解剖结构和生物功能的复杂性，组织工程材料的选择范围受到有效性和安全性的限制，目前适用的仿生性材料，因其无法近似模拟脊髓结构的结构和功能，导致其修复效果欠佳。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提出促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架，能够模拟脊髓结构的结构和功能，促进骨髓间充质干细胞向神经元方向分化，引导突轴定向延伸。
[0005]第一方面，本申请提供一种促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架，所述仿生脊髓支架包括：
[0006]至少两层基体层，所述基体层承载有骨髓间充质干细胞；及
[0007]至少一层支撑层，所述支撑层设置于所述至少两层基体层之间，所述支撑层用于支撑所述至少两层基体层，所述支撑层包括间隔排列的多个支撑单元，所述多个支撑单元之间形成孔隙；所述支撑单元承载有雪旺细胞，所述孔隙用于引导轴突定向延伸。
[0008]在一种可行的实施方案中，所述仿生脊髓支架满足以下特征a～g中的至少一种：
[0009]a.所述支撑单元为球状、纤维状或柱状；
[0010]b.相邻两层基体层之间的距离为150um至250um；
[0011]c.间隔排列的相邻两个支撑单元之间的间距为150um至250um；
[0012]d.所述基体层包括多个交错分布排列的纤维丝；
[0013]e.所述基体层包括多个平行排列的纤维丝；
[0014]f.所述孔隙的直径为180um至220um；
[0015]g.所述孔隙的延伸深度为2mm至2.2mm。
[0016]在一种可行的实施方案中，所述仿生脊髓支架由三维打印技术打印形成。
[0017]在一种可行的实施方案中，用于打印所述仿生脊髓支架的材料包括含嫁接官能团的水凝胶。
[0018]在一种可行的实施方案中，用于打印所述仿生脊髓支架的材料包括含嫁接官能团的明胶和蓝光引发剂。
[0019]在一种可行的实施方案中，用于形成所述基体层的打印材料包括骨髓间充质干细胞与甲基丙烯酸酐化明胶。
[0020]在一种可行的实施方案中，用于形成所述支撑层的打印材料包括雪旺细胞与甲基丙烯酸酐化明胶。
[0021]在一种可行的实施方案中，所述仿生脊髓支架包括第一基体层、第二基体层及第三基体层，所述第一基体层与所述第二基体层之间设有两层支撑层，所述第二基体层与所述第三基体层之间设有两层支撑层；
[0022]所述第一基体层、所述第二基体层及所述第三基体层承载有骨髓间充质干细胞，所述两层支撑层承载有所述雪旺细胞；
[0023]所述骨髓间充质干细胞由于重力作用聚集至位于所述仿生脊髓支架中央的孔隙内，并分化形成神经元；
[0024]所述雪旺细胞聚集在所述骨髓间充质干细胞周围，并分化形成少突胶质细胞，并使得包绕于所述神经元周围的少突胶质细胞继续分化形成脊髓神经纤维结构。
[0025]在一种可行的实施方案中，所述仿生脊髓支架的表面具有亲水性。
[0026]本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：
[0027]本申请提供的仿生脊髓支架，所述仿生脊髓支架包括基体层及设置于基体层之间的支撑层，所述支撑层包括间隔排列的多个支撑单元，所述多个支撑单元之间形成孔隙；通过基体层来承载骨髓间充质干细胞，在孔隙内填充雪旺细胞，孔隙用于引导轴突定向延伸。仿生脊髓支架具有机械强度和力学性能良好，能够填充损伤区域维持脊髓轮廓结构，可以促进具有相对空间位置的干细胞定向分化，骨髓间充质干细胞向神经元方向分化，而雪旺细胞向少突胶质细胞分化进而分化为髓鞘。
附图说明
[0028]图1为本申请实施例提供的仿生脊髓支架的结构示意图；
[0029]图2为本申请实施例提供的仿生脊髓支架的另一角度的结构示意；
[0030]图3为本申请实施例提供的仿生脊髓支架的另一角度的结构示意；
[0031]图4为本申请提供的仿生脊髓支架的中的细胞分布示意图；
[0032]图5a为本申请实施例提供的仿生脊髓支架的体外降解测试结果示意图；
[0033]图5b为本申请实施例提供的仿生脊髓支架的体内降解测试结果示意图；
[0034]图5c为本申请实施例提供的仿生脊髓支架的脑源性神经营养因子释放曲线；
[0035]图5d为本申请实施例提供的三维仿生脊髓支架与二维仿生脊髓支架的生物降解比对结果示意图；
[0036]图5e为本申请提供的仿生脊髓支架的qPCR实验测试图；
[0037]图5f为本申请提供的仿生脊髓支架的细胞活动测试图；
[0038]图5g为本申请提供的仿生脊髓支架的细胞计数统计曲线分析图；
[0039]图6a为本申请提供的仿生脊髓支架的傅里叶红外光谱图；
[0040]图6b为本申请提供的仿生脊髓支架的热重分析结果图；
[0041]图6c为本申请提供的仿生脊髓支架的杨氏模量结果图；
[0042]图6d为本申请提供的仿生脊髓支架的蠕变测试结果图；
[0043]图6e为本申请提供的仿生脊髓支架的亲水性测试图；
[0044]图6f为本申请提供的仿生脊髓支架的电阻率测试结果图；
[0045]图7为本申请提供的仿生脊髓支架的扫描电镜图；
[0046]图8a为本申请提供的仿生脊髓支架以及各对照组的大鼠后肢运动功能的恢复情况评分图；
[0047]图8b为本申请提供的仿生脊髓支架以及各对照组的细胞扫描电镜图；
[0048]图9a、图9b以及图9c为本申请实施例提供的大鼠脊髓损伤部位的免疫学测试结果示意图；
[0049]图10为本申请实施例提供的大鼠脊髓空洞区域的细胞免疫荧光染色的结果示意图；
具体实施方式
[0050]以下所述是本专利技术实施例的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术实施例的保护范围。
[0051]本申请实施例提供了一种促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架，如图1至图3所示，所述仿生脊髓支架包括：
[0052]至少两层基体层1，所述基体层1承载有骨髓间充质干细胞；及
[0053]至少一层支撑层2，所述支撑层设置于所述至少两层基体层之间，所述支撑层用于支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进脊髓损伤后轴突定向延伸的仿生脊髓支架，其特征在于，所述仿生脊髓支架包括：至少两层基体层，所述基体层承载有骨髓间充质干细胞；及至少一层支撑层，所述支撑层设置于所述至少两层基体层之间，所述支撑层用于支撑所述至少两层基体层，所述支撑层包括间隔排列的多个支撑单元，所述多个支撑单元之间形成孔隙；所述支撑单元承载有雪旺细胞，所述孔隙用于引导轴突定向延伸。2.根据权利要求1所述的仿生脊髓支架，其特征在于，其满足以下特征a～g中的至少一种：a.所述支撑单元为球状、纤维状或柱状；b.相邻两层基体层之间的距离为150um至250um；c.间隔排列的相邻两个支撑单元之间的间距为150um至250um；d.所述基体层包括多个交错分布排列的纤维丝；e.所述基体层包括多个平行排列的纤维丝；f.所述孔隙的直径为180um至220um；g.所述孔隙的延伸深度为2mm至2.2mm。3.根据权利要求1或2所述的仿生脊髓支架，其特征在于，所述仿生脊髓支架由三维打印技术打印形成。4.根据权利要求3所述的仿生脊髓支架，其特征在于，用于打印所述仿生脊髓支架的材料包括含嫁接官能团的水凝胶。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯世庆，王健豪，刘洋，班德翔，李倩，宁广智，喻鹏，
申请(专利权)人：冯世庆，
类型：发明
国别省市：