一种神经导管支架及其制备方法.pdf

本发明提供了一种神经导管支架，其由聚羟基脂肪酸酯构成，所述神经导管支架的内壁为致密小孔状结构，孔径为10μm以下；外壁为疏松大孔结构，孔径为30-100μm。该神经导管支架采用先将聚羟基脂肪酸酯系列聚合物和有机溶剂混合制成均一溶液，混合比例为每克聚羟基脂肪酸酯系列聚合物添加8-20ml有机溶剂，再将上述溶液中加入不同直径的水溶性颗粒，均匀搅拌后，用圆棒状模具蘸取混合物；待溶液完全凝固后，溶出致孔剂，得到多孔结构。本发明所述神经导管支架采用聚羟基脂肪酸酯系列聚合物为材料，生物相容性良好；原料来源广泛，生产成本低廉；而且制备方法简单，对设备要求较低，具有广阔的应用前景。

权利要求书
1.  一种神经导管支架，其特征在于，其由聚羟基脂肪酸酯构成，所述神经导管支架的内层为致密小孔状结构，孔径为10μm以下；外层为疏松大孔结构，孔径为30-100μm。

2.  根据权利要求1所述的神经导管支架，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸-己酸酯、聚3-羟基丁酸酯、3-羟基丁酸戊酸共聚酯，或由3-羟基丁酸与3-羟基己酸、3-羟基庚酸、3-羟基辛酸、3-羟基壬酸、3-羟基癸酸或3-羟基十二酸以任意比例聚合得到的短链中长链共聚酯。

3.  根据权利要求1或2所述的神经导管支架，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸-己酸酯、聚3-羟基丁酸酯或3-羟基丁酸戊酸共聚酯。

4.  根据权利要求1-3任意一项所述的神经导管支架，其特征在于，所述神经导管支架的内径为1.5-5.0mm，外径为1.9-5.5mm。

5.  一种制备权利要求1-4任意一项所述神经导管支架的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
1)将聚羟基脂肪酸酯与有机溶剂混合均匀，混合比例为每克聚羟基脂肪酸酯添加8-20mL有机溶剂；
2)然后将其分成两份，分别加入不同直径的水溶性颗粒进行混合，采用模具蘸取混合物吹干成型，再洗出颗粒，得到神经导管支架。

6.  根据权利要求5所述神经导管支架的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为苯、三氯甲烷、乙酸丁酯或1，4-二氧六环。

7.  根据权利要求5或6所述神经导管支架的制备方法，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯与有机溶剂的混合条件为60-70℃下搅拌并冷凝回流0.5-4小时。

8.  根据权利要求5-7任意一项所述神经导管支架的制备方法，其特征在于，作为内层的水溶性颗粒采用直径10μm以下的，聚羟基脂肪酸酯溶液与水溶性颗粒的体积质量比1:1-1:3；作为外层的水溶性颗粒采用直径为30-100μm的，聚羟基脂肪酸酯溶液与水溶性颗粒的体积质量比1:3-1:5。

9.  根据权利要求5-8任意一项所述神经导管支架的制备方法，其特征在于，所述水溶性颗粒为食盐颗粒、葡萄糖颗粒或蔗糖颗粒。

10.  根据权利要求5-9任意一项所述神经导管支架的制备方法，其特征在于，所述洗出颗粒采用去离子水溶出颗粒。

说明书一种神经导管支架及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种神经导管支架，具体地说，涉及一种用于外周神经缺损修复的神经导管支架及其制备方法，属于生物医学材料和组织工程领域。
背景技术
在现代医学临床上有大量的因意外事故或医疗事故而导致周围神经损伤的病患者，据不完全统计，美国的神经损伤类病患者每年大约469000人，而中国人口大约是美国的十倍，病患者群数也十分庞大。
目前临床上对于神经损伤采用的主要治疗方式为自体神经移植，该方法虽然能有效地修复受损神经，但也存在极大的不足。一方面，自体神经的移植势必损伤供体区的神经；另一方面，有些损伤的粗大神经因找不到可以匹配的移植物，而无法进行治疗和修复。因此，现代人们已逐渐将眼光移向可以保护神经生长的神经导管。
现在组织工程神经导管中的常用可降解材料有如下几种：胶原、壳聚糖、甲壳素、PLA、PLGA、PCL等，其中近期研究以壳聚糖、胶原及PLGA为应用材料的居多。比如专利文献CN1593354A公开了一种壳聚糖复合神经导管的制备方法；专利文献CN101138656A公开了神经组织工程管状支架及其制备方法，由壳聚糖管壁和具有轴向多通道的生物来源填充基质组成，该方法首先制备内径为1～5mm半渗透性壳聚糖中空管，然后在管中灌入壳聚糖、胶原或明胶等生物大分子溶液，利用专用模具及冷冻干燥技术，制备具有7～50个轴向通道的可用于神经损伤修复的管状支架。
胶原、壳聚糖属于天然的可降解高分子材料，具有良好的生物相容性，但该类材料的不足之处在于性能不稳定，因宿主酶环境的变化而不宜调解降解性能，其力学强度和机械加工性能较差，在大规模生产中容易出现难以控制其质量、以及性能与结构变化不成比例等问题，因此产品难以实现规模化生产。而PLA、PLGA、PCL等材料虽然具有较好的机械加工性能，且来源充足，但在细胞亲和性、生物相容性、降解产物的毒性等方面尚存在诸多问题。
神经导管构建主要有电纺丝法，相分离法，粒子沥滤法等等。为提高导管的修复功能，也有一些研究者利用雪旺细胞和神经生长因子修饰导管支架。但因为雪旺细胞存在来源的瓶颈问题，而神经因子则价格昂贵，不适用于普通病患，且这两种方式均存在体内植入的安全性问题。因此对支架进行物理性的修饰，使其微观结构可以在保护受损神经的同时起到促进其生长的作用，是一种更为合理可行的方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种由聚羟基脂肪酸酯(PHA)系列聚合物制成的具有良好的生物相容性的神经导管支架。
本发明的另一目的是提供制备上述神经导管支架的方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种神经导管支架，其由聚羟基脂肪酸酯构成，所述神经导管支架的内层为致密小孔状结构，孔径为10μm以下；外层为疏松大孔结构，孔径为30-100μm。
所述神经导管支架材料组分中的聚羟基脂肪酸酯的选择是广泛的，如聚羟基丁酸-已酸酯(PHBHHx)、聚3-羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)，或由3-羟基丁酸与3-羟基已酸、3-羟基庚酸、3-羟基辛酸、3-羟基壬酸、3-羟基癸酸或3-羟基十二酸以任意比例聚合得到的短链中长链共聚酯等，优选为聚羟基丁酸-已酸酯、聚3-羟基丁酸酯或3-羟基丁酸戊酸共聚酯。
本发明所述神经导管支架的内径为1.5-5.0mm，外径为1.9-5.5mm。其支架长度可以控制在1.0-100mm之间。
本发明所述神经导管支架的制备方法，其包括如下步骤：
1)将聚羟基脂肪酸酯与有机溶剂混合均匀，混合比例为每克聚羟基脂肪酸酯添加8-20mL有机溶剂；
2)然后将其分成两份，分别加入不同直径的水溶性颗粒进行混合，采用模具蘸取混合物吹干成型，再洗出颗粒，得到神经导管支架。
其中，所述聚羟基脂肪酸酯为聚羟基丁酸-已酸酯(PHBHHx)、聚3-羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)或其它短链中长链共聚酯(由3-羟基丁酸与3-羟基已酸、3-羟基庚酸、3-羟基辛酸、3-羟基壬酸、3-羟基癸酸、3-羟基十二酸以任意比例聚合的共聚酯)等，优选为聚羟基丁酸-已酸酯、聚3-羟基丁酸酯或3-羟基丁酸戊酸共聚酯。
所述有机溶剂为苯、三氯甲烷、乙酸丁酯或1，4-二氧六环，优选为三氯甲烷、苯或1，4-二氧六环。
聚羟基脂肪酸酯与有机溶剂的混合以在60-70℃下搅拌并冷凝回流0.5-4小时为佳，这样容易获得均一溶液，优选为冷凝回流2小时。
所述水溶性颗粒作为导管支架内层及外层的致孔剂，为获得孔径均匀的神经导管支架，颗粒与溶液混合要充分搅拌。
为获得不均一结构的导管，应先用圆棒蘸取内层支架用混合物，略微吹干后，再蘸取导管支架外层用混合物。
内层采用直径10μm以下的水溶性颗粒，聚羟基脂肪酸酯溶液与水溶性颗粒的体积质量比1:1-1:3。
外层采用直径为30-100μm的水溶性颗粒，聚羟基脂肪酸酯溶液与水溶性颗粒的体积质量比1:3-1:5。
所述水溶性颗粒为食盐颗粒，葡萄糖颗粒或蔗糖颗粒等，优选为食盐颗粒。
所述模具优选为不锈钢圆棒，直径为1.5-5mm。
为了获得神经导管支架所需厚度，制备内外层时，模具蘸取混合物可分别重复进行1-3次。每次需进行5-10min风干处理。
本发明所述洗出颗粒采用去离子水溶出颗粒，一般需放置48-96小时，优选为72小时。
本发明的神经导管支架是以聚羟基脂肪酸酯系列聚合物为材料，利用粒子沥滤法制成具有不均一微观结构的导管支架。
该神经导管支架具有以下优点：1)采用聚羟基脂肪酸酯系列聚合物为材料，生物相容性良好；2)制备工艺简单，对设备要求较低；3)设计了不均一的微观结构，有助于更好的保护受损神经；4)原料生产成本低廉。本发明将在医学领域发挥重要作用，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1A为本发明所述神经导管支架主视图和侧视图；
图1B为本发明所述神经导管支架局部放大图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
直径为1.5mm、长度为12mm、管壁厚度为0.25mm的PHBHHx神经导管支架的制备
以聚羟基丁酸-已酸酯(PHBHHx，购自山东鲁抗)为原料，直径为1.5mm、长度为12mm、管壁厚度为0.25mm的PHBHHx神经导管支架，包括以下步骤：
1)在烧瓶中将聚羟基丁酸-已酸酯和1，4-二氧六环混合，混合比例为每克聚羟基丁酸-已酸酯添加10mL 1，4-二氧六环，在60℃下水浴搅拌加热，并冷凝回流约2小时，得到均一溶液；
2)将步骤1)获得的溶液倒入两个试管中，分别加入直径为10微米以下的食盐颗粒和直径在50±20微米的食盐颗粒，用玻璃棒搅拌均匀，得到均匀混合物，其中，聚羟基丁酸-已酸酯溶液与直径为10微米以下的食盐颗粒的体积质量比1:1；聚羟基丁酸-已酸酯溶液与直径为50±20微米的食盐颗粒的体积质量比1:3。
3)用直径1.5mm的不锈钢棒蘸取加有10微米以下的食盐颗粒混合物，吹干，该操作重复一次。继续蘸取加有50±20微米的食盐颗粒混合物，吹干，该操作重复1次。置于通风橱中风干12小时。将支架浸入去离子水中浸泡72小时，洗出食盐颗粒。将不锈钢棒从已成型的支架上抽出。用双面刀片修剪支架两端至长度为12mm，得到直径为1.5mm、长度为12mm、管壁厚度为0.25mm的PHBHHx神经导管支架(如图1A和图1B所示)，置于干燥器内待用。
经检测，用上述方法制备的神经导管支架具有较好的细胞亲和性，能较好的保护并诱导神经生长，且未引起强烈的炎性反应。
实施例2
直径为2mm、长度为30mm、管壁厚度为0.25mm的PHB神经导管支架的制备
以聚3-羟基丁酸酯(PHB，购自山东鲁抗)为原料，制备直径为2mm、长度为50mm、管壁厚度为2.5mm的PHB神经导管支架，包括以下步骤：
1)在烧瓶中将聚3-羟基丁酸酯和1，4-二氧六环混合，混合比例为每克聚3-羟基丁酸酯添加20mL 1，4-二氧六环，在70℃下水浴搅拌加热，并冷凝回流约0.5小时，得到均一溶液；
2)将步骤1)获得的溶液倒入两个试管中，分别加入直径为10微米以下的食盐颗粒和直径在60±20微米的食盐颗粒，用玻璃棒搅拌均匀，得到均匀混合物，其中，聚羟基丁酸-已酸酯溶液与直径为10微米以下的食盐颗粒的体积质量比1:2；聚羟基丁酸-已酸酯溶液与直径为50±20微米的食盐颗粒的体积质量比1:5。
3)用直径2mm的不锈钢棒蘸取加有10微米以下的食盐颗粒混合物，吹干，该操作重复三次。继续蘸取加有60±20微米的食盐颗粒混合物，吹干，该操作重复2次。置于通风橱中风干14小时。将支架浸入去离子水中浸泡48小时，洗出食盐颗粒。将不锈钢棒从已成型的支架上抽出。用双面刀片修剪支架两端至长度为30mm，得到直径为2mm、长度为30mm、管壁厚度为0.25mm的PHBHHx神经导管支架，置于干燥器内待用。
经检测，用上述方法制备的神经导管支架具有较好的细胞亲和性，能较好的保护并诱导神经生长，且未引起强烈的炎性反应。实施例3
直径为4mm、长度为50mm、管壁厚度为0.25mm的PHBV神经导管支架的制备
以3-羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV，购自山东鲁抗)为原料，制备直径为4mm、长度为50mm、管壁厚度为0.25mm的PHBV神经导管支架，包括以下步骤：
1)在烧瓶中3-羟基丁酸戊酸共聚酯和1，4-二氧六环混合，混合比例为每克3-羟基丁酸戊酸共聚酯添加8mL 1，4-二氧六环，在65℃下水浴搅拌加热，并冷凝回流约4小时，得到均一溶液；
2)将步骤1)获得的溶液倒入两个试管中，分别加入直径为10微米以下的食盐颗粒和直径在50±20微米的食盐颗粒(水溶性颗粒均可)，用玻璃棒搅拌均匀，得到均匀混合物，其中，聚羟基丁酸-已酸酯溶液与直径为10微米以下的食盐颗粒的体积质量比1:3；聚羟基丁酸-已酸酯溶液与直径为50±20微米的食盐颗粒的体积质量比1:4。
3)用直径4mm的不锈钢棒蘸取加有10微米以下的食盐颗粒混合物，吹干，该操作重复两次。继续蘸取加有30-100微米颗粒的混合物，吹干，该操作重复3次。置于通风橱中风干18小时。将支架浸入去离子水中浸泡96小时，洗出颗粒。将不锈钢棒从已成型的支架上抽出。用双面刀片修剪支架两端至长度为50mm，得到直径为4mm、长度为50mm、管壁厚度为0.25mm的PHBV神经导管支架，置于干燥器内待用。
实施例4
基本制备过程同实施例1，不同的是，所用有机溶剂为三氯甲烷，水溶性颗粒为蔗糖颗粒。
实施例5
基本制备过程同实施例1，不同的是，聚羟基脂肪酸酯为由3-羟基丁酸与3-羟基已酸、3-羟基庚酸、3-羟基辛酸、3-羟基壬酸、3-羟基癸酸、3-羟基十二酸聚合而成的共聚酯，所用的有机溶剂为苯，水溶性颗粒为葡萄糖颗粒。
经检测，用上述方法制备的神经导管支架具有较好的细胞亲和性，能较好的保护并诱导神经生长，且未引起强烈的炎性反应。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。