一种神经导管的制作方法

1.本实用新型属于用于神经修复的产品技术领域，尤其涉及一种神经导管。

背景技术：

2.神经组织具有再生能力，但神经组织娇嫩，再生速度较慢，当神经腺受损伤时，靠其自然再生修复，常常被生长速度较快的周围再生组织或瘢痕组织阻断其通路，影响神经组织的修复。神经导管是用于促进神经组织缺损修复的重要产品。
3.胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，广泛存在于皮肤、血管和肌腱等组织中，具有延伸干状的三螺旋结构；胶原蛋白被认为可以促进细胞粘附和存活，促进细胞增殖等，胶原蛋白也常被用于形成神经导管。但现有技术中，在采用胶原蛋白形成神经导管时，通常也会引入一些其它高分子聚合物结构，而这些可降解的高分子聚合物由于相比胶原蛋白天然高分子生物相容性较差，也会在一定程度上不利于神经细胞的生长、增殖和迁移等。此外，胶原蛋白结构本身也会影响细胞的排列和形态，进而影响细胞的功能，如增殖和分化等，然而现有技术中采用的胶原蛋白结构也存在不具有取向性或者三螺旋结构被破坏的问题等，这些都会在一定程度上不利于神经细胞的生长、增殖和迁移，不利于控制细胞生长方向等。
4.综上，非常有必要提供一种新的神经导管。

技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本实用新型提供了一种神经导管。
6.本实用新型提供了一种神经导管，所述神经导管呈中空管状，包括胶原蛋白凝胶层和包裹在所述胶原蛋白凝胶层外周的胶原蛋白支撑层；所述胶原蛋白凝胶层由胶原纤维构成，所述胶原纤维具有取向性；所述胶原蛋白支撑层设置有多个贯通的气孔。
7.优选地，所述胶原蛋白凝胶层由凝胶态的胶原纤维构成；所述胶原蛋白支撑层由胶原膜构成。
8.优选地，所述气孔的孔径为50～100μm；相邻两个所述气孔之间的间距为40～80μm；多个所述气孔在所述胶原蛋白支撑层中呈阵列分布。
9.优选地，呈中空管状的神经导管的内径为0.5～5mm；所述胶原蛋白凝胶层的厚度为0.2～2mm；和/或所述胶原蛋白支撑层的厚度为0.05～0.2mm。
10.优选地，所述神经导管的长度为0.5～5cm。
11.优选地，所述胶原纤维沿所述神经导管的轴向具有取向性，所述胶原纤维与所述神经导管轴线之间的平均夹角为10～25
°
。
12.优选地，所述胶原纤维由具有三螺旋结构的胶原分子构成。
13.优选地，所述胶原纤维为由静电纺丝制得的胶原纤维。
14.优选地，所述胶原纤维的平均直径为0.4～1.2μm。
15.优选地，所述胶原纤维的平均直径为0.4～0.8μm。
16.本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
17.(1)本实用新型中的神经导管的两层均为胶原蛋白，生物相容性好，无免疫原性，两者之间的界面可以结合牢固，外层的胶原蛋白支撑层可以使得神经导管维持形状，保持力学强度，易于应用操作，也有利于缝合，且由于设置有贯通的气孔，透气性好，有利于营养物质传送，而内层的胶原蛋白凝胶层具有与天然胶原相似的生物活性的胶原纤维，保持了胶原的三螺旋结构，且胶原纤维具有取向性，更有利于细胞的生长、增殖和迁移，并且有利于控制细胞生长方向，促进神经组织的再生，为神经组织的再生性修复创造了良好的微环境。
18.(2)本实用新型中内层的胶原蛋白凝胶层中的胶原纤维具有取向性，纤维的取向结构对神经细胞的生长是有利的，取向线性排列的纤维膜，可以诱导神经细胞沿纤维轴向迁移，还能进一步增强细胞的黏附和增殖；这一特性对于神经修复具有特殊意义，因为神经细胞的取向生长可加快功能性神经再生，进而加快受损神经组织的生长恢复与重新连接。
附图说明
19.本实用新型附图仅仅为说明目的提供，图中各部分的比例、尺寸以及数量不一定与实际产品一致。
20.图1是本实用新型中的神经导管的截面结构示意图。
21.图2是本实用新型中的神经导管包括的胶原蛋白凝胶层中含有的胶原纤维的取向分布示意图。
22.图3是本实用新型中的神经导管包括的胶原蛋白支撑层中的气孔分布示意图。
23.图4是所述胶原蛋白凝胶层的扫描电镜图。
24.图5是所述胶原蛋白凝胶层的十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sds-page)分析图。
25.图1至图3中：11：胶原蛋白凝胶层；12：胶原蛋白支撑层；13：气孔；14：胶原纤维。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实用新型提供了一种神经导管，例如，如图1所示，所述神经导管呈中空管状，包括胶原蛋白凝胶层11和包裹在所述胶原蛋白凝胶层外周的胶原蛋白支撑层12；所述胶原蛋白凝胶层11由胶原纤维14构成，所述胶原纤维14具有取向性，例如，如图2所示；所述胶原蛋白支撑层12设置有多个贯通的气孔13，例如，如图3所示；在本实用新型中，所述气孔13贯通所述胶原蛋白支撑层12。
28.在本实用新型中，所述神经导管呈内部中空的管状；所述胶原蛋白凝胶层中由于胶原纤维具有取向性而具有取向结构；本实用新型中的取向结构是宏观层面的，本实用新型中的取向结构是指含有的胶原纤维的排列具有一定的取向性，具有取向结构的胶原蛋白
凝胶层有利于细胞分化以及控制细胞生长方向。
29.本实用新型中的神经导管的两层均为胶原蛋白，生物相容性好，无免疫原性，两者之间的界面可以结合牢固，外层的胶原蛋白支撑层可以使得神经导管维持形状，保持力学强度，易于应用操作，也有利于缝合，且由于设置有贯通的气孔，透气性好，有利于营养物质传送，而内层的胶原蛋白凝胶层具有与天然胶原相似的生物活性的胶原纤维，保持了胶原的三螺旋结构，且胶原纤维具有取向性，更有利于细胞的生长、增殖和迁移，并且有利于控制细胞生长方向，促进神经组织的再生，为神经组织的再生性修复创造良好的微环境。
30.本实用新型中内层的胶原蛋白凝胶层中的胶原纤维具有取向性，纤维的取向结构对神经细胞的生长是有利的，取向线性排列的纤维膜，可以诱导神经细胞沿纤维轴向迁移，还能进一步增强细胞的黏附和增殖；这一特性对于神经修复具有特殊意义，因为神经细胞的取向生长可加快功能性神经再生，进而加快受损神经组织的生长恢复与重新连接。
31.根据一些优选的实施方式，优选地，所述胶原蛋白凝胶层由凝胶态的胶原纤维构成；所述胶原蛋白支撑层由胶原膜构成。在本实用新型中，所述胶原蛋白凝胶层由凝胶态的胶原纤维构成，相比由胶原膜构成的胶原蛋白支撑层具有一定的膨胀和松动，有利于营养物质的输送以及神经细胞的长入，有利于神经细胞再生。
32.本实用新型对所述气孔的孔径、相邻两个所述气孔之间的间距，以及气孔的数量没有特别的要求，在一些优选的实施方式中，所述气孔13的孔径为50～100μm(例如50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100μm)；相邻两个所述气孔13之间的间距为40～80μm(例如40、45、50、55、60、65、70、75或80μm)；多个所述气孔13在所述胶原蛋白支撑层12中呈阵列分布。
33.根据一些优选的实施方式，呈中空管状的神经导管的内径为0.5～5mm(例如0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm)，优选为2～5mm；所述胶原蛋白凝胶层11的厚度为0.2～2mm(例如0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2mm)；和/或所述胶原蛋白支撑层12的厚度为0.05～0.2mm(例如0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19或0.2mm)。
34.根据一些优选的实施方式，所述神经导管的长度为0.5～5cm(例如0.5、0.8、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5cm)。
35.根据一些优选的实施方式，所述胶原纤维14沿所述神经导管的轴向具有取向性，所述胶原纤维14与所述神经导管轴线之间的平均夹角为10～25
°
(例如10
°
、15
°
、20
°
或25
°
)。
36.根据一些优选的实施方式，所述胶原纤维14由具有三螺旋结构的胶原分子构成。
37.根据一些优选的实施方式，所述胶原纤维14为由静电纺丝制得的胶原纤维。
38.根据一些优选的实施方式，所述胶原纤维14的平均直径为0.4～1.2μm。
39.根据一些优选的实施方式，所述胶原纤维14的平均直径为0.4～0.8μm。
40.在本实用新型中，所述胶原蛋白支撑层的获得方式例如可以为：将胶原蛋白海绵溶解在12～18mm的醋酸盐缓冲液(ph＝3.6)中，配制浓度为1.2～1.4w/v％的胶原溶液50～200g，倒入一定尺寸的pvc板中，用刮板刮平，放入40
±
2℃烘箱中进行干燥过夜，干燥后取下，进行交联；所述交联为：配制浓度为30mm的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和/或n-羟基琥珀酰亚胺的水溶液作为交联液，将干燥后的涂层放置到交联液中在冰浴
下交联30min-120min，纯化水水洗三遍后，乙醇脱水，放入40
±
2℃烘箱中进行干燥过夜，得到呈膜状的胶原蛋白支撑层，该胶原蛋白支撑层吸水不会溶胀，该胶原蛋白支撑层中的胶原蛋白不具有取向性；所述pvc板的底部设置有铜丝，如此可以成型得到具有贯通所述胶原蛋白支撑层的气孔的呈膜状的胶原蛋白支撑层，所述铜丝的直径与所述气孔的孔径相匹配。
41.在本实用新型中，所述胶原蛋白凝胶层的获得方式例如包括如下步骤：
42.(1)采用醋酸盐缓冲液将胶原蛋白海绵和水溶性高分子聚合物分别配制成胶原纺丝液和高分子聚合物纺丝液；所述水溶性高分子聚合物例如可以为聚丙烯酰胺(pam)、聚乙烯醇(pva)、聚氧乙烯(peo)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)中的一种或多种；所述醋酸盐缓冲液的浓度为12～18mm，ph为3.5～4；配制所述醋酸盐缓冲液时，可以将醋酸盐先溶解在水中，然后加入酸调节ph至3.5～4的目标范围即可；更具体地，所述醋酸盐缓冲液例如由醋酸和醋酸钠混合而成，所述醋酸盐缓冲液的浓度指的是含有的醋酸钠和醋酸的浓度之和；单位“mm”指的是“mmol/l”。
43.(2)以胶原纺丝液作为芯层纺丝液并以高分子聚合物纺丝液作为壳层纺丝液，通过同轴静电纺丝，制得具有芯壳结构的纤维材料；所述具有芯壳结构的纤维材料，指的是该纤维材料中含有的纤维包括芯层和包裹在所述芯层外周的壳层；所述胶原纺丝液的浓度例如为0.8～1.4w/v％，所述高分子聚合物纺丝液的浓度例如为7.5～40w/v％；单位“w/v％”表示的是“g/100ml”；在进行同轴静电纺丝时，芯层纺丝液的流速例如为0.2～1ml/h，壳层纺丝液的流速例如为0.3～2ml/h，并且所述芯层纺丝液与所述壳层纺丝液的流速比例如为1：(1.5～3)；在进行同轴静电纺丝时，将呈膜状的胶原蛋白支撑层包裹在圆柱形接收器的表面，接头的地方用胶带固定，然后在其表面电纺；接收器的转速为1500～2200r/min优选为2200r/min，在进行同轴静电纺丝时，接收距离为5～10cm，高压直流电源的电压为18～36kv优选为22kv，进行同轴静电纺丝的时间为2～4h。
44.(3)将所述具有芯壳结构的纤维材料置于含有乙醇的碱性缓冲液中处理0.5～1h，再经洗涤以去除壳层，得到胶原蛋白凝胶层；得到的所述胶原蛋白凝胶层中包括的胶原纤维的平均直径在纳米级或者亚微米级别，例如平均直径为0.4～1.2μm，更优选平均直径为400～800nm；所述洗涤为：采用纯化水在37℃恒温摇床中进行洗涤，每隔1h换一次纯化水，重复洗涤三次；所述含有乙醇的碱性缓冲液ph＝8.4，所述含有乙醇的碱性缓冲液为含有体积百分含量为20％的乙醇的pbs缓冲液，所述pbs缓冲液含有浓度为110mm的nacl、浓度为47mm的na2hpo4、浓度为2.1mm的kcl和浓度为1.2mm的kh2po4。
45.所述胶原蛋白凝胶层的获得方式即是：首先分别以胶原蛋白水溶液和水溶性高分子聚合物的水溶液作为芯层纺丝液和壳层纺丝液通过同轴静电纺丝制备了具有芯壳结构的纤维材料，其中胶原蛋白水溶液为芯层，高分子聚合物为壳层，在同轴静电纺丝过程中，壳层能够对芯层提供一定的支撑和固定作用，使得具有良好的电纺性能，从而有利于电纺成连续的纤维；然后通过在碱性溶液中孵育使核心中的胶原蛋白凝胶化，然后洗涤除去壳层，无需使用化学或热交联获得了具有与天然胶原相似的生物活性的胶原蛋白凝胶层，同时保持了胶原的三螺旋结构，通过接收器高速单向旋转来收集具有取向的胶原纤维。
46.更具体地，所述胶原蛋白凝胶层的获得方式例如可以为：
47.①
纺丝液的配制：
48.将胶原蛋白海绵和聚乙烯吡咯烷酮(pvp)分别溶解在15mm的醋酸盐缓冲液中(ph＝3.6)，配制浓度分别为1w/v％胶原纺丝液和40w/v％的pvp纺丝液。
49.②
同轴静电纺丝：
50.a、通过调节纺丝室的加湿器和抽湿器控制纺丝室的湿度维持在45％，调节空调维持纺丝室内温度在25℃左右；将两个微型注射泵分别置于接收器的一侧，同时将接收器和高压电源与地线相连。
51.b、分别将配制好的胶原纺丝液和pvp纺丝液(mw＝360000)装入10ml注射器中，注射器内径为14.90mm，其中胶原纺丝液作为芯层纺丝液，pvp纺丝液作为壳层纺丝液，所使用的同轴注射针头由两个不同直径的金属针头组成，其中外层采用的针头，其内径为0.84mm，外径1.24mm，内层采用的针头，其内径为0.21mm，外径为0.61mm。将连接高压直流电源的夹头与注射器的针头相连，固定在微型注射泵上并设置参数；设置芯层纺丝液的流速为0.4ml/h，壳层纺丝液的流速为0.6ml/h(设置芯层和壳层的流速比为1:1.5)，电压22kv，接收距离8cm，调整接收器(包覆有呈膜状的胶原蛋白支撑层的圆柱形接收器)的转速2200r/min，电纺时间3h，在胶原蛋白支撑层的表面获得具有芯壳结构的纤维材料，电纺结束后将得到的材料沿轴心方向划开，得到膜状材料。
52.③
洗脱pvp壳层
53.将步骤
②
获得的膜状材料取下后切割成适当的大小，放入烧杯中，用含乙醇的碱性缓冲液处理40min，随后用纯化水在37℃恒温摇床中进行洗涤，每隔1h换一次水，重复3次，以除去pvp壳层，在胶原蛋白支撑层的表面获得胶原蛋白凝胶层；其中，所述含有乙醇的碱性缓冲液ph＝8.4，所述含有乙醇的碱性缓冲液为含有体积百分含量为20％的乙醇的pbs缓冲液，所述pbs缓冲液含有浓度为110mm的nacl、浓度为47mm的na2hpo4、浓度为2.1mm的kcl和浓度为1.2mm的kh2po4；在胶原蛋白支撑层的表面获得胶原蛋白凝胶层之后，再将该复合层材料制成中空管状，可以获得所述神经导管。
54.本发明人通过扫描电镜对得到的胶原蛋白凝胶层进行了观察，如图4所示；从图4可以看出，所述胶原蛋白凝胶层中含有胶原纤维具有明显的取向性；本发明人对胶原蛋白凝胶层进行了十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sds-page)分析，结果表明胶原蛋白凝胶层有效保持了胶原蛋白的三螺旋结构；具体过程为：将胶原蛋白海绵(原始胶原)、电纺后脱pvp壳层的材料(胶原蛋白凝胶层)和电纺后未脱pvp壳层的材料以及采用六氟异丙醇(hfip)为溶剂经静电纺丝制得的胶原蛋白纤维材料分别溶解在醋酸盐缓冲液(ph＝3.6)中，并进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sds-page)分析，结果如图5所示。
55.从图5可以看出，电纺后脱pvp壳层的材料和未脱pvp壳层的材料胶原分子由两个多肽组成，即分子量分别为110kda和130kda的α1和α2链，其二聚体和三聚体分别称为β链和γ链；如图5所示，在原始胶原样品的情况下，观察到与α1、α2和β链相关的三条不同条带(通道5)。未脱pvp壳层的材料(通道2)和脱pvp壳层的胶原蛋白凝胶层(通道3)也显示相同的条带，说明胶原蛋白凝胶层有效保持了胶原蛋白的三螺旋结构。pvp为通道4，未显示任何条带，而采用六氟异丙醇(hfip)为溶剂经静电纺丝制得的胶原蛋白纤维材料的主链的条带被切割成涂抹的条带(通道6)，表明肽的断裂，三螺旋结构被破坏。1通道为标记条带。
56.本实用新型未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；
尽管参照前述实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种神经导管，其特征在于：所述神经导管呈中空管状，包括胶原蛋白凝胶层和包裹在所述胶原蛋白凝胶层外周的胶原蛋白支撑层；所述胶原蛋白凝胶层由胶原纤维构成，所述胶原纤维具有取向性；所述胶原蛋白支撑层设置有多个贯通的气孔。2.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于：所述胶原蛋白凝胶层由凝胶态的胶原纤维构成；所述胶原蛋白支撑层由胶原膜构成。3.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于：所述气孔的孔径为50～100μm；相邻两个所述气孔之间的间距为40～80μm；多个所述气孔在所述胶原蛋白支撑层中呈阵列分布。4.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于：呈中空管状的神经导管的内径为0.5～5mm；所述胶原蛋白凝胶层的厚度为0.2～2mm；和/或所述胶原蛋白支撑层的厚度为0.05～0.2mm。5.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于：所述神经导管的长度为0.5～5cm。6.根据权利要求1至5任一项所述的神经导管，其特征在于：所述胶原纤维沿所述神经导管的轴向具有取向性，所述胶原纤维与所述神经导管轴线之间的平均夹角为10～25
°
。7.根据权利要求1至5任一项所述的神经导管，其特征在于：所述胶原纤维由具有三螺旋结构的胶原分子构成。8.根据权利要求1至5任一项所述的神经导管，其特征在于：所述胶原纤维为由静电纺丝制得的胶原纤维。9.根据权利要求1至5任一项所述的神经导管，其特征在于：所述胶原纤维的平均直径为0.4～1.2μm。10.根据权利要求9所述的神经导管，其特征在于：所述胶原纤维的平均直径为0.4～0.8μm。

技术总结

本实用新型涉及一种神经导管，神经导管呈中空管状，包括胶原蛋白凝胶层和包裹在胶原蛋白凝胶层外周的胶原蛋白支撑层；胶原蛋白凝胶层由胶原纤维构成，胶原纤维具有取向性；胶原蛋白支撑层设置有多个贯通的气孔。本实用新型中的神经导管的两层均为胶原蛋白，两者之间的界面可以结合牢固，外层的胶原蛋白支撑层可以使得神经导管维持形状，保持力学强度，易于应用操作，也有利于缝合，且透气性好，有利于营养物质传送，而内层的胶原蛋白凝胶层可以保持胶原的三螺旋结构，且胶原纤维具有取向性，有利于细胞的生长、增殖和迁移，并且有利于控制细胞生长方向。胞生长方向。胞生长方向。