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1、(10)申请公布号 CN 102551916 A (43)申请公布日 2012.07.11 CN 102551916 A *CN102551916A* (21)申请号 201010583498.0 (22)申请日 2010.12.11 A61F 2/02(2006.01) A61L 27/44(2006.01) A61L 27/38(2006.01) (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华大学清 华 - 富士康纳米科技研究中心 401 室 申请人 鸿富锦精密工业 （深圳） 有限公司 (72)发明人 范立 冯辰 赵文美 (54) 发明名称 神经移植体 (57) 摘要 本发。
2、明涉及一种神经移植体， 其包括一碳纳 米管膜结构、 一蛋白质层及一神经网络。 所述蛋白 质层设置在所述碳纳米管膜结构表面。所述神经 网络设置在所述蛋白质层远离所述碳纳米管膜结 构的表面。所述神经网络包括多个神经细胞及多 个神经突起， 所述多个神经细胞之间的神经突起 相互连接形成一神经网络。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 9 页 1/1 页 2 1. 一种神经移植体， 其包括 ： 一碳纳米管膜结构 ； 一蛋白质层设置在所述碳纳米管膜结构表面 ； 以及 。
3、一神经网络设置在所述蛋白质层远离所述碳纳米管膜结构的表面， 所述神经网络包括 多个神经细胞及多个神经突起， 所述多个神经细胞之间的神经突起相互连接形成一神经网 络。 2. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述神经移植体的面积大于 15 毫 米 15 毫米。 3. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述碳纳米管膜结构包括多个碳纳 米管基本平行于所述碳纳米管膜结构的表面， 且相邻的碳纳米管之间通过范德华力相互连 接形成一自支撑结构。 4. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述碳纳米管膜结构包括至少一碳 纳米管膜， 所述碳纳米管膜包括碳纳米管絮化膜。
4、、 碳纳米管碾压膜或碳纳米管拉膜。 5. 如权利要求 4 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述碳纳米管膜结构包括多个碳纳 米管膜层叠设置， 相邻的碳纳米管膜之间通过范德华力连接。 6. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述碳纳米管膜结构由多个碳纳米 管组成， 且碳纳米管膜结构中的多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且轴向沿同一方向择 优取向延伸。 7. 如权利要求 6 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述神经细胞中的神经突起基本沿 所述同一方向延伸。 8. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述蛋白质层中的蛋白质为可溶性 蛋白质。 9. 如权利要求 1 所述的。
5、神经移植体， 其特征在于， 所述蛋白质层中的蛋白质包括哺乳 动物的血清。 10. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述蛋白质层中的蛋白质渗透到所 述碳纳米管膜结构的内部， 并包覆所述碳纳米管膜结构中的部分或者全部碳纳米管。 11. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述神经网络中的每一神经细胞包 括至少一个神经突起与相邻的神经细胞连接。 12. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述神经突起包括树突及轴突。 13. 如权利要求 1 所述的神经移植体， 其特征在于， 所述神经移植体进一步包括一多聚 赖氨酸层设置在所述神经网络与所述蛋白质层之间。 。
6、权 利 要 求 书 CN 102551916 A 2 1/9 页 3 神经移植体 技术领域 0001 本发明涉及一种神经移植体， 尤其是涉及一种可供生物体移植的神经移植体。 背景技术 0002 神经系统主要由神经元 (neurons) 以及神经胶质细胞 (neuron glial cells) 构 成一复杂且特异的沟通网域， 用以与其它组织或器官建立连结以进行功能协调。神经系统 中， 是由神经元来执行接收刺激、 通过传导并输出神经递质 (neuron transmitter) 以进行 组织或器官间讯息沟通， 而神经胶质细胞则执行神经元物理性支持、 营养提供以及调节沟 通讯息速度等功能。每一神经。
7、元依据型态包含胞体 (cell body) 与神经突起 (neurite) 两 部分， 神经突起自胞体延伸并朝向其它神经元或是其它细胞 ( 例如 ： 肌肉细胞 ) 生长， 其中 神经突起又分为轴突 (axon) 与树突 (dendrite) 两种。一般来说， 刺激由树突接收并将冲 动传向胞体， 冲动经过轴突传导至轴突末端， 并释放传导物质来触动其它细胞。 0003 由于神经系统扮演生物体内各组织与器官之间的协调作用， 其重要性不言可喻。 目前， 因神经系统受损而导致的神经缺损是临床常见的致残性疾病。 其中， 通过植入神经移 植体来修复受损的神经系统， 是神经外科手术用来修复因各种情况引起的神经。
8、系统损伤的 一种重要手段。现有的神经移植体通常为 “桥接” 在神经系统受损部位两端的神经管， 该神 经管由生物降解材料制成的管状结构。 神经系统受损部位一端的神经元沿所述神经管内壁 生长出神经突起以到达所述神经系统受损部位的另一端。 0004 通常， 需要通过植入所述神经管的方式进行修复的的受损部位的长度较长， 而所 述神经突起的生长过程非常缓慢， 因此， 利用所述神经管来修复受损的神经系统所需的修 复时间较长。 发明内容 0005 有鉴于此， 确有必要提供一种神经移植体， 该神经移植体能够减少受损的神经系 统的修复时间。 0006 一种神经移植体， 其包括一碳纳米管膜结构、 一蛋白质层及一神。
9、经网络。 所述蛋白 质层设置在所述碳纳米管膜结构表面。 所述神经网络设置在所述蛋白质层远离所述碳纳米 管膜结构的表面。所述神经网络包括多个神经细胞及多个神经突起， 所述多个神经细胞之 间的神经突起相互连接形成一神经网络。 0007 与现有技术相比较， 所述神经移植体中的碳纳米管膜结构具有弹性佳、 延展性良 好及密度低等优点， 因此， 所述神经移植体可根据受损神经系统的受损部位的形状、 大小进 行裁剪、 拉伸并植入受损部位。 所述神经网络具有生物活性及信号传递能力， 从而使得包括 所述神经网络的神经移植体也具有生物活性及信号传递能力。 当所述神经移植体植入生物 体中的受损部位时， 由于所述神经植。
10、入体中的神经元与所述受损部位两端或边缘的神经元 的距离较近， 因此可通过直接缝合所述神经植入体中的神经元与受损部位边缘的神经元的 方式使所述受损部位的两端建立起信号传递能力， 完成受损部位的神经修复， 从而节省所 说 明 书 CN 102551916 A 3 2/9 页 4 述神经突起的生长时间， 减少受损的神经系统的修复时间。 附图说明 0008 图 1 为本发明实施例所提供的一神经移植体的制备方法的流程示意图。 0009 图 2 为一碳纳米管絮化膜的扫描电镜照片。 0010 图 3 为一碳纳米管碾压膜的扫描电镜照片。 0011 图 4 为一碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。 0012 图 5 为。
11、本发明实施例所提供的神经移植体的侧视示意图。 0013 图 6 为本发明实施例所提供的神经移植体的俯视示意图。 0014 图 7 为本发明实施例所提供的碳纳米管膜结构的扫描电镜照片。 0015 图 8 为本发明实施例所提供的碳纳米管膜结构的透射电镜照片。 0016 图 9 为本发明实施例所提供的培育层的透射电镜照片。 0017 图 10 为本发明实施例所提供的种植在所述培育层上的神经细胞分化出多个神经 突起时的扫描电镜照片。 0018 图 11 为本发明实施例所提供的未经染色的神经移植体的扫描电镜照片。 0019 图 12 为本发明实施例所提供的神经移植体染色后的扫描电镜照片。 0020 主要。
12、元件符号说明 0021 神经移植体 100 0022 培育层 10 0023 碳纳米管膜结构 12 0024 蛋白质层 14 0025 神经网络 20 0026 神经细胞 22 0027 神经突起 24 具体实施方式 0028 请参阅图 1， 本发明提供一种神经移植体的制备方法， 其包括 ： 0029 S10， 提供一培育层， 所述培育层包括一碳纳米管膜结构及设置在该碳纳米管膜结 构表面的一蛋白质层 ； 0030 S20， 在该蛋白质层表面种植多个神经细胞 ； 以及 0031 S30， 培育该多个神经细胞直到该多个神经细胞生长出多个神经突起且该多个神 经细胞之间的神经突起相互连接形成一神经网络。
13、。 0032 在所述步骤 S10 中， 所述碳纳米管膜结构由多个碳纳米管组成。所述多个碳纳米 管的延伸方向可基本平行于所述碳纳米管膜结构的表面。优选地， 所述多个碳纳米管之间 通过范德华力连接， 从而形成一自支撑结构。所谓 “自支撑” 即该碳纳米管膜结构无需通过 设置于一基体表面， 也能保持自身特定的形状。由于该自支撑的碳纳米管膜结构中大量的 碳纳米管通过范德华力相互吸引， 从而使该碳纳米管膜结构具有特定的形状， 形成一自支 撑结构。所述碳纳米管膜结构为自支撑结构时， 该碳纳米管膜结构可为由至少一碳纳米管 膜形成的膜状结构， 当所述碳纳米管膜结构包括多个碳纳米管膜时， 该多个碳纳米管膜层 说 。
14、明 书 CN 102551916 A 4 3/9 页 5 叠设置， 相邻的碳纳米管膜之间通过范德华力相结合。由于所述碳纳米管膜基本由碳纳米 管组成且碳纳米管之间通过范德华力连接， 因此所述碳纳米管膜结构具有弹性佳、 延展性 良好及密度低等优点， 便于裁剪和拉伸。 0033 请参阅图 2， 所述碳纳米管膜可为一碳纳米管絮化膜， 该碳纳米管絮化膜为将一碳 纳米管原料絮化处理获得的一自支撑的碳纳米管膜。 该碳纳米管絮化膜包括相互缠绕且均 匀分布的碳纳米管。 碳纳米管的长度大于10微米， 优选为200微米到900微米， 从而使碳纳 米管相互缠绕在一起。所述碳纳米管之间通过范德华力相互吸引、 分布， 形。
15、成网络状结构。 由于该自支撑的碳纳米管絮化膜中大量的碳纳米管通过范德华力相互吸引并相互缠绕， 从 而使该碳纳米管絮化膜具有特定的形状， 形成一自支撑结构。所述碳纳米管絮化膜各向同 性。所述碳纳米管絮化膜中的碳纳米管为均匀分布， 无规则排列， 形成大量尺寸在 1 纳米到 500 纳米之间的间隙或微孔。所述间隙或微孔能够增加所述碳纳米管膜的比表面积及浸润 更多的蛋白质。 0034 所述碳纳米管膜可为一碳纳米管碾压膜， 该碳纳米管碾压膜为通过碾压一碳纳米 管阵列获得的一种具有自支撑性的碳纳米管膜。 该碳纳米管碾压膜包括均匀分布的碳纳米 管， 碳纳米管沿同一方向或不同方向择优取向排列。所述碳纳米管碾压。
16、膜中的碳纳米管相 互部分交迭， 并通过范德华力相互吸引， 紧密结合， 使得该碳纳米管膜具有很好的柔韧性， 可以弯曲折迭成任意形状而不破裂。 且由于碳纳米管碾压膜中的碳纳米管之间通过范德华 力相互吸引， 紧密结合， 使碳纳米管碾压膜为一自支撑的结构。 所述碳纳米管碾压膜中的碳 纳米管与形成碳纳米管阵列的生长基底的表面形成一夹角 ， 其中， 大于等于 0 度且小 于等于15度， 该夹角与施加在碳纳米管阵列上的压力有关， 压力越大， 该夹角越小， 优选 地， 该碳纳米管碾压膜中的碳纳米管平行于该生长基底排列。该碳纳米管碾压膜为通过碾 压一碳纳米管阵列获得， 依据碾压的方式不同， 该碳纳米管碾压膜中的。
17、碳纳米管具有不同 的排列形式。具体地， 碳纳米管可以无序排列 ； 请参阅图 3， 当沿不同方向碾压时， 碳纳米管 沿不同方向择优取向排列 ； 当沿同一方向碾压时， 碳纳米管沿一固定方向择优取向排列。 该 碳纳米管碾压膜中碳纳米管的长度大于 50 微米。 0035 该碳纳米管碾压膜的面积与碳纳米管阵列的尺寸基本相同。 该碳纳米管碾压膜厚 度与碳纳米管阵列的高度以及碾压的压力有关， 可为 0.5 纳米到 100 微米之间。可以理解， 碳纳米管阵列的高度越大而施加的压力越小， 则制备的碳纳米管碾压膜的厚度越大 ； 反之， 碳纳米管阵列的高度越小而施加的压力越大， 则制备的碳纳米管碾压膜的厚度越小。所。
18、述 碳纳米管碾压膜之中的相邻的碳纳米管之间具有一定间隙， 从而在碳纳米管碾压膜中形成 多个尺寸在 1 纳米到 500 纳米之间的间隙或微孔。所述间隙或微孔能够增加所述碳纳米管 膜的比表面积及浸润更多的蛋白质。 0036 所述碳纳米管膜可为一碳纳米管拉膜， 所述碳纳米管拉膜是由若干碳纳米管组成 的自支撑结构。请参阅图 4， 所述若干碳纳米管为沿该碳纳米管拉膜的长度方向择优取向 排列。 所述择优取向是指在碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方 向。而且， 所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管拉膜的表面。 0037 进一步地， 所述碳纳米管拉膜中多数碳纳米管是通过范德华。
19、力首尾相连。 具体地， 所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方 向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然， 所述碳纳米管拉膜中存在少数偏离该 说 明 书 CN 102551916 A 5 4/9 页 6 延伸方向的碳纳米管， 这些碳纳米管不会对碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的整体取向排 列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管拉膜不需要大面积的载体支撑， 而只要相对两边 提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态， 即将该碳纳米管拉膜置于 ( 或固定于 ) 间隔一定距离设置的两个支撑体上时， 位于两个支撑体之间的碳纳米管拉膜能够悬空保持 自身膜状状态。 所述。
20、自支撑主要通过碳纳米管拉膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延 伸排列的碳纳米管而实现。具体地， 所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳 米管， 并非绝对的直线状， 可以适当的弯曲 ； 或者并非完全按照延伸方向上排列， 可以适当 的偏离延伸方向。因此， 不能排除碳纳米管拉膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中 并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。具体地， 该碳纳米管拉膜包括多个连续且定向排 列的碳纳米管片段。该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段由多 个相互平行的碳纳米管组成。该碳纳米管片段具有任意的长度、 厚度、 均匀性及形状。该碳 纳米管拉膜具有较好的透光性， 可见。
21、光透过率可以达到 75以上。 0038 当该碳纳米管膜结构包括多个碳纳米管拉膜时， 所述多个碳纳米管拉膜层叠设置 形成一层状结构。该层状结构的厚度不限， 相邻的碳纳米管拉膜通过范德华力结合。优选 地， 所述层状结构包括的碳纳米管膜的层数小于或等于 10 层， 从而使单位面积内的碳纳米 管数量较少， 使该碳纳米管自身的拉曼光强保持在较小的范围， 从而减小拉曼光谱中碳纳 米管的拉曼峰强。该层状结构中相邻的碳纳米管拉膜中的碳纳米管之间具有一交叉角度 ， 且该 大于 0 度且小于等于 90 度。当相邻的碳纳米管拉膜中的碳纳米管之间具有一 交叉角度 时， 所述多个碳纳米管拉膜中的碳纳米管相互交织形成一神。
22、经移植体， 使所述 碳纳米管膜结构的机械性能增加。在本实施例中， 所述碳纳米管膜结构包括多层碳纳米管 拉膜层叠设置， 相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管之间的交叉角度 大致等于 90 度， 即， 相 邻碳纳米管拉膜中的碳纳米管的延伸方向大致平行。 0039 所述蛋白质层设置在所述碳纳米管膜结构的一个表面或两个相对的表面， 用于使 所述碳纳米管层具有亲水性及生物兼容性， 从而使得所述培育层能够为所述神经细胞的种 植及生长提供一个合适的环境。优选地， 所述蛋白质层中的蛋白质 (protein) 为可溶性蛋 白质。所述蛋白质选自纤维状蛋白质、 血浆蛋白质及酶蛋白质等。在本实施例中， 所述蛋白 质为哺乳动物。
23、的血清， 如猪血清、 牛血清或人血清等。 所述血清不仅能够为所述神经细胞的 种植及生长提供一个合适的环境， 还能够在所述神经细胞生长时， 为所述神经细胞提供生 长因子。 0040 所述培育层的制备方法不限， 只要能够使蛋白质层与所述碳纳米管膜结构混合在 一起即可。譬如， 可通过将所述碳纳米管膜结构浸泡在一蛋白质溶液中， 使所述蛋白质溶 液浸润所述碳纳米管膜结构， 从而使得所述蛋白质溶液中的蛋白质附着在所述碳纳米管膜 结构的一个表面或者两个相对设置的表面形成蛋白质层。 也可将所述蛋白质溶液喷涂在所 述碳纳米管膜结构一个表面或者两个相对设置的表面， 使所述蛋白质层设置在碳纳米管膜 结构一个表面或者。
24、两个相对设置的表面。 还可将蛋白质溶液滴在所述碳纳米管膜结构一个 表面或者两个相对设置的表面， 再采用甩膜的方式使所述蛋白质层设置在碳纳米管膜结构 一个表面或者两个相对设置的表面。 通常， 当所述碳纳米管膜结构的厚度较大时， 可控制所 述蛋白质仅设置在所述碳纳米管膜结构的一个表面。 而当所述碳纳米管膜结构的厚度较小 时， 所述蛋白质通常设置在所述碳纳米管膜结构相对的两个表面。所述蛋白质溶液除所述 说 明 书 CN 102551916 A 6 5/9 页 7 蛋白质外， 还可包括溶解所述蛋白质的生物媒介 (biological media)， 所述生物媒介的种 类不限， 可根据蛋白质的种类的不同。
25、而调制。 通常， 所述蛋白质溶液中的蛋白质的浓度大于 等于50小于等于100。 在本实施例中， 所述蛋白质溶液中的蛋白质浓度为100， 即， 所 述蛋白质溶液为纯蛋白质， 无需溶剂溶解。 0041 由于所述碳纳米管膜结构包括多个碳纳米管且多个碳纳米管之间存在间隙形成 多个微孔， 当所述蛋白质溶液浸润所述碳纳米管膜结构时， 所述蛋白质溶液可渗透入所述 碳纳米管膜结构内部浸润所述多个碳纳米管的表面。 当然， 在所述培育层中， 并不是所有碳 纳米管的表面均可浸润有蛋白质层， 但， 只需位于需培育神经细胞的碳纳米管膜结构的表 面的部分碳纳米管浸润有蛋白质溶液， 即可在所述碳纳米管膜结构表面形成蛋白质层。
26、， 使 所述碳纳米管膜结构具有亲水性及生物兼容性， 实现使培育层具有作为神经细胞生长的载 体的功能。 这是因为， 由于碳纳米管具有疏水性， 由碳纳米管组成的碳纳米管膜结构并不能 为神经细胞生长提供适合的亲水性环境。 而当碳纳米管表面覆盖有具有亲水性及无毒性的 蛋白质层后， 由覆盖有蛋白质的碳纳米管组成的结构即能为细胞生长提供适合的亲水性环 境。在本实施例中， 所述培育层的制备方法可进一步包括如下步骤 ： 0042 S11， 提供所述碳纳米管膜结构 ； 0043 S12， 使所述碳纳米管膜结构浸润有蛋白质溶液 ； 以及 0044 S13， 对浸润有蛋白质溶液的碳纳米管膜结构进行灭菌处理形成所述培。
27、育层。 0045 在步骤 S12 中， 使所述碳纳米管膜结构浸润有蛋白质溶液的方式不限， 只要使蛋 白质溶液中的蛋白质附着在碳纳米管膜结构表面形成一蛋白质层即可。譬如， 可通过将所 述碳纳米管膜结构浸泡在所述蛋白质溶液中， 实现蛋白质溶液的浸润。也可通过在所述碳 纳米管膜结构喷涂所述蛋白质溶液， 实现蛋白质溶液的浸润。 在本实施例中， 为实现蛋白质 溶液的浸润， 选择将所述碳纳米管膜结构浸泡在纯蛋白质中。所述碳纳米管膜结构的浸泡 时间依碳纳米管膜结构的具体结构及蛋白质溶液的具体组分而定， 只要能使所述碳纳米管 膜结构中的大部分碳纳米管浸润有蛋白质溶液即可。通常， 所述碳纳米管膜结构的浸泡时 间。
28、在 1 小时以上。所述碳纳米管膜结构的浸泡的环境不限， 只要不使所述蛋白质变质即可。 通常， 所述浸泡过程可在常温、 常压环境下进行。 0046 在步骤 S12 中， 由于所述碳纳米管膜结构为一自支撑结构， 从而该碳纳米管膜结 构直接浸泡在所述蛋白质溶液中。当然， 为减少所述碳纳米管膜结构浸泡在蛋白质溶液 中时受液体表面张力影响而产生破损的概率， 所述步骤 S12 还可以进一步包括如下步骤 ： S121， 将所述碳纳米管膜结构预先设置在一疏水性基底表面。为使所述碳纳米管膜结构与 所述疏水性基底结合紧密， 还可对设置在所述疏水性基底表面上的碳纳米管膜结构进行有 机溶剂处理。 所述疏水性基底还必须。
29、对生物体没有毒性， 从而不破坏所述蛋白质的活性。 优 选地， 所述疏水性基底还可具有良好的延展性， 如硅胶基底。 0047 在步骤 S13 中， 对浸润有蛋白质溶液的碳纳米管膜结构进行灭菌处理的方式不 限， 只要能够杀死蛋白质溶液中的大部分细菌即可。譬如可采用高温灭菌或紫外光灭菌的 方式对所述蛋白质溶液进行灭菌。在本实施例中， 采用高温杀菌的方式对该蛋白质溶液进 行灭菌。 当然， 为使所述蛋白质溶液中的蛋白质不至于被破坏， 高温灭菌时的温度不得超过 220 度。在本实施例中， 所述高温灭菌时的温度大致为 120 度。可以理解， 当所述蛋白质溶 液中本身细菌较少， 则该步骤 S13 则可省略。当。
30、对浸润在碳纳米管膜结构中的蛋白质溶液 说 明 书 CN 102551916 A 7 6/9 页 8 进行灭菌处理时， 所述蛋白质溶液中的溶剂或水分将减少。 通常地， 浸润在所述碳纳米管膜 结构中的蛋白质溶液随着溶剂或水分的减少而固化， 从而在所述碳纳米管膜结构的表面形 成所述蛋白质层。 0048 在步骤 S10 中， 为增加该培育层对神经细胞的附着性及提供更适合神经细胞的生 长环境， 在形成蛋白质层后， 该步骤 S10 还可进一步包括如下步骤 ： S14， 在所述蛋白质层的 表面形成一多聚赖氨酸 (Poly-D-lysine， PDL) 层。具体地， 可将所述培育层浸泡在一多聚 赖氨酸溶液中，。
31、 所述多聚赖氨酸溶液中多聚赖氨酸的浓度大致为 20 微克每毫升。 0049 在步骤 S20 中， 所述神经细胞包括哺乳动物的神经细胞， 优选地， 所述神经细胞为 海马神经元。在该培育层表面种植多个神经细胞的方法不限， 可采用在该培育层表面喷射 或涂覆含有该神经细胞的溶液， 也可采用将该培育层浸泡在所述含神经细胞的神经细胞液 中， 只要使所述神经细胞液覆盖所述培育层即可。 为使所述神经细胞液覆盖所述培育层， 所 述神经细胞液可盛放在一培养皿中。所述培育层可悬空设置在所述培养皿中。也可设置在 所述培养皿的一底面上， 只要能使所述培养液覆盖所述神经细胞即可。当所述培育层设置 在所述培养皿的底面上时，。
32、 所述培育层与培养皿的底面之间必须设置有一疏水性基体上， 以避免所述神经细胞在所述培养皿的底面生长。 0050 在步骤 S30 中， 所述神经细胞的培育环境不限， 只要能够生长出神经突起即可。通 常， 所述神经细胞在常温、 常压环境中即可生长。 即， 将所述神经细胞放置在室内环境中， 所 述神经细胞即可生长， 而培育层中的蛋白质如牛血清可提供生长因子， 促进该神经细胞生 长。当然， 也可使该培育环境接近提供该神经细胞的生物体的体内生长环境也可。譬如， 当 所述神经细胞为取自老鼠的海马神经细胞时， 可模拟所述老鼠体内的生长环境。 0051 所述神经细胞在培育时， 能够长出多个神经突起 (Neur。
33、ite)。所述神经突起包括 树突 (Dendrite) 与轴突 (Axon)。当所述培育层表面仅有一个神经细胞时， 所述神经细胞 的神经突起沿培育层的表面朝各个方向随机生长。 但由于神经细胞本身会释放出诱导神经 突起定向生长的因子， 因此， 当所述培育层表面设置有多个神经细胞时， 该神经细胞的神经 突起具有将沿向相邻的神经细胞生长的趋势， 从而使相邻的神经细胞得以连接沟通。 因此， 控制神经细胞在所述培育层的分布， 即可控制所述神经突起的生长方向。 譬如， 如果所述神 经细胞是随机均匀分布在所述培育层的表面， 所述神经细胞将各自生长出神经突起与相邻 的细胞连接， 当所述多个神经细胞的全部或大多。
34、数神经细胞均生长出连接在相邻的神经细 胞之间的神经突起时， 所述多个神经细胞借由所述神经突起形成所述神经网络， 使该多个 神经细胞之间能相互沟通。相邻的神经细胞的神经突起如果相遇， 则会合为同一个神经突 起。 再譬如， 当所述神经细胞在该培育层表面以线状或者阵列的方式排列时， 且沿纵向方向 的神经细胞相距较近， 而沿横向方向的神经细胞相距较远， 此时， 所述神经细胞所生长的神 经细胞可基本沿所述纵向方向延伸。 为使所述神经细胞能够在所述培育层表面以线状或者 阵列的方式排列， 可选择使所述碳纳米管膜中的碳纳米管基本沿同一方向延伸。 通过培育， 彼此相邻的神经细胞大多通过神经突起建立起连接， 从而。
35、形成所述神经网络。所述神经网 络与所述培育层一起形成所述神经移植体。 0052 所述碳纳米管膜结构为一宏观的膜状结构， 其面积一般都可达到 15 毫米 15 毫 米以上， 具体地， 该碳纳米管膜结构的长度可达 300 米以上， 宽度可达 0.5 米以上。且该碳 纳米管膜结构具有弹性佳、 延展性良好、 不含金属及密度低等优点， 可直接植入生物体。因 说 明 书 CN 102551916 A 8 7/9 页 9 此， 由所述碳纳米管膜结构做主要载体的神经移植体可根据受损神经系统的受损部位的形 状、 大小进行裁剪、 拉伸并植入受损部位。所述神经网络具有生物活性及信号传递能力， 从 而使得包括所述神经。
36、网络的神经移植体也具有生物活性及信号传递能力。 当所述神经移植 体植入生物体中的受损部位时， 由于所述神经植入体中的神经元与所述受损部位两端或边 缘的神经元的距离较短， 因此可通过直接缝合所述神经植入体中的神经元与受损部位边缘 的神经元的方式使所述受损部位的两端建立起信号传递能力， 完成受损部位的神经修复， 从而节省所述神经突起的生长时间， 减少受损的神经系统的修复时间。 可以理解， 即便是在 所述神经植入体植入受损部位时， 不进行直接缝合， 由于所述神经植入体中的神经元所述 受损部位边缘的神经元的距离小于所述受损部位两端的神经元的距离， 因此， 通过植入所 述神经植入体， 也能减少神经突起的。
37、生长时间， 从而减少受损的神经系统的修复时间。 0053 需要指出的是， 通常情况下， 所述碳纳米管膜结构中的碳纳米管是指未经过化学 或物理处理的碳纳米管， 如未经过表面亲水性处理的碳纳米管， 即， 所述碳纳米管为纯碳纳 米管。 当然， 碳纳米管膜结构中的碳纳米管如果是经过改性的碳纳米管， 只要是对神经细胞 没有毒性， 也应在在本发明的保护范围之内， 只是， 所述碳纳米管的改性并不会对实现本发 明有任何实质性贡献， 因为， 当所述蛋白质层覆盖该碳纳米管后， 所述神经细胞与所述碳纳 米管并不直接接触， 该碳纳米管的表面结构实际上是可忽略的。 0054 本发明提供的神经移植体可包括由上述神经移植体。
38、的制备方法在包括碳纳米管 膜结构及蛋白质层的培育层表面培养由多个神经细胞及神经突起形成的神经网络所得到 产品。 0055 请参阅图5， 所述神经移植体100包括一培育层10及分布在该培育层10表面的一 神经网络 20。 0056 所述培育层 10 包括一碳纳米管膜结构 12 及设置在所述碳纳米管膜结构 12 的一 个表面或者相对的两个表面的蛋白质层14。 在本实施例中， 所述蛋白质层14仅设置在所述 碳纳米管膜结构 12 的一个表面。 0057 所述碳纳米管膜结构 12 包括多个碳纳米管基本平行于所述碳纳米管膜结构的表 面， 且相邻的碳纳米管之间通过范德华力相互连接形成一自支撑结构。所述碳纳米。
39、管膜结 构 12 包括至少一碳纳米管膜， 该碳纳米管膜可为如图 2 中的碳纳米管絮化膜、 图 3 中的碳 纳米管碾压膜及图 4 中的碳纳米管拉膜。在本实施例中， 所述碳纳米管膜结构 12 包括多个 层叠设置的拉膜， 相邻的拉膜通过范德华力相互结合。 在相邻的拉膜中， 碳纳米管的的延伸 方向可具有一个交叉角度， 优选地， 所述交叉角度为 90 度。所述碳纳米管膜结构 12 的厚度 可根据具体需求而设置。 通常， 所述碳纳米管膜结构12厚度大于0.3微米小于60微米。 在 本实施例中， 所述碳纳米管膜结构 12 的厚度大致为 0.6 微米。 0058 所述蛋白质层 14 为由可溶性蛋白质组成。所谓。
40、可溶性蛋白质即该蛋白质具有较 好的亲水性。所述蛋白质层 14 的厚度不限， 只要能够提供一个亲水性环境即可。通常， 所 述蛋白质层 14 的厚度为 0.3 微米到 2 微米。在本实施例中， 所述蛋白质层 14 的厚度大致 为 0.5 微米。在宏观上， 所述蛋白质层 14 可选择仅设置在所述碳纳米管膜结构 12 的一个 表面或者相对的两个表面。在微观上， 所述蛋白质层 14 中的蛋白质容易渗透到所述碳纳米 管膜结构 12 的内部， 并包覆所述碳纳米管膜结构 12 中的部分或者全部碳纳米管， 此时， 所 述蛋白质层 14 与该碳纳米管膜结构 12 之间并没有明显的分界面。通常， 当所述碳纳米管 说。
41、 明 书 CN 102551916 A 9 8/9 页 10 膜结构 12 的厚度较薄时， 譬如， 所述碳纳米管膜结构 12 的厚度小于等于 3 微米时， 所述蛋 白质层 14 中的蛋白质容易渗透到所述碳纳米管膜结构 12 的内部， 并基本包覆所述碳纳米 管膜结构 12 中的所有的碳纳米管。而当所述碳纳米管膜结构 12 的厚度较厚时， 譬如， 所述 碳纳米管膜结构 12 的厚度大于等于 3 微米时， 所述蛋白质层 14 中的蛋白质虽然也可渗透 到所述碳纳米管膜结构 12 内部， 但通常仅包覆所述碳纳米管膜结构 12 靠近所述神经网络 20的碳纳米管。 在本实施例中， 所述蛋白质层14中的蛋白质。
42、基本包覆所述碳纳米管膜结构 12 中的所有的碳纳米管。 0059 所述神经网络 20 设置在所述蛋白质层 14 远离所述碳纳米管膜结构 12 的一个表 面。当所述神经移植体 100 仅包括一个蛋白质 14 设置在所述碳纳米管膜结构 12 的一个表 面时， 所述神经移植体 100 仅包括一个神经网络 20。当所述蛋白质层 14 包括两个蛋白质 层 14 分别设置在所述碳纳米管膜结构 12 的相对的两个表面时， 所述神经移植体 100 可包 括两个神经网络 20 分别设在所述两个蛋白质层 14 远离所述碳纳米管膜结构 12 的表面， 也 可仅包括一个神经网络 20 设置在其中一个蛋白质层 14 的。
43、表面。在本实施例中， 所述神经 移植体 100 仅包括一个神经网络 20。 0060 可以理解， 为提高所述生物移植体 100 的抑菌性， 提高该神经移植体 100 的寿命， 所述神经移植体 100 还可进一步包括一多聚赖氨酸层设置在所述神经网络 20 与所述蛋白 质层 14 之间。 0061 请参阅图 6， 所述神经网络 20 包括多个神经细胞 22 及自所述多个神经细胞 22 延 伸出来的多个神经突起 24。每一个神经细胞 22 延伸出来的神经突起 24 的个数不限， 只要 能够使所述多个神经细胞22之间建立起生物连接使所述多个神经细胞22能够相互沟通即 可。譬如， 其中一个神经细胞 22。
44、 可延伸出多个神经突起 24 或不延伸出任何神经突起 24。 0062 本发明中的神经移植体 100， 具有修复生物体中神经系统中的神经网络 20 设置在 该培育层 10 表面。而所述培育层 10 中的碳纳米管膜结构 12 为基本由碳纳米管组成的自 支撑结构， 具有不含金属、 弹性佳、 不易腐蚀、 延展性良好及低密度等优点。因此， 该碳纳米 管膜结构 12 可随同该由多个神经突起 14 连接的多个神经细胞 12 一起植入到生物体中， 用 于修复生物体中受损的神经系统， 且可以根据生物体中神经系统的创伤面积对所述神经移 植体 100 进行裁剪或拉伸。 0063 以下将结合附图并以具体实施例方式详。
45、细说明本发明的神经移植体的制备方法 及神经移植体。 0064 本发明提供一种神经移植体的制备方法， 其包括如下步骤 ： 0065 S210， 将一碳纳米管膜结构浸泡在一蛋白质溶液中。 0066 在步骤 S210 中， 所述碳纳米管膜结构包括多层碳纳米拉膜， 相邻的碳纳米管拉膜 之间的碳纳米管的延伸方向具有一交叉角度。请参阅图 7 及图 8， 优选地， 所述交叉角度大 致等于 90 度。所述蛋白质溶液纯牛血清溶液。请参见图 9， 当所述碳纳米管膜结构从所述 蛋白质溶液中浸泡 1.5 个小时左右， 所述碳纳米管膜结构中的大部分碳纳米管表面可浸润 有蛋白质溶液。 0067 S220， 从所述蛋白质溶。
46、液中取出所述碳纳米管膜结构， 在 120 摄氏度下进行高温 灭菌处理。 0068 在步骤 S220 中， 将所述碳纳米管膜结构从所述蛋白质溶液中取出后， 可在一干燥 说 明 书 CN 102551916 A 10 9/9 页 11 箱中进行加热灭菌处理。所述干燥箱的灭菌温度大致在 120 度左右， 灭菌处理后后， 所述蛋 白质溶液中的蛋白质基本固化， 在所述碳纳米管膜结构表面形成一蛋白质层， 从而形成一 培育层。 0069 S230， 在所述培育层浸泡在一多聚赖氨酸溶液中。 0070 在步骤 S230 中， 所述多聚赖氨酸溶液中的多聚赖氨酸的浓度大致为 20 微克每毫 升。通过浸泡， 所述培育。
47、层表面附着有多聚赖氨酸， 并提供一个水性环境。且通过浸泡， 该 培育层对神经细胞的吸附性得到加强。 0071 S240， 在所述浸泡后的培育层滴加一神经细胞液直到该神经细胞液覆盖该培育 层。 0072 在步骤 S240 中， 所述培育层可悬空放置在一培养皿中， 或设置在硅胶基底上。种 植在所述硅胶基底神经细胞为未分化的神经元。 0073 S250， 培育所述附着在所述培育层的多个神经细胞， 使该多个神经细胞生长出多 个神经突起连接在所述多个神经细胞之间， 从而在所述培育层形成一神经网络。 0074 所述神经细胞的培育环境为普通的室内环境， 培育时间可根据实际需求而定。因 此， 在步骤 S240。
48、 的环境下， 请参阅图 10， 保持各种条件不变， 在室内环境培养 15 天左右， 即 可使所述神经细胞分化出出多个神经突起。 所述神经细胞生长时， 所述蛋白质如牛血清， 能 够提供供所述神经细胞生长的生长因子。所述多个神经细胞上的多个神经突起相互连接 后， 形成所述神经网络及移植体， 请参阅图 11 及图 12， 为所述神经移植体未经染色的扫描 电镜照片及经过染色后的透射电镜照片。从上述投射电镜照片可以清晰看出， 所述神经移 植体中的多个神经细胞通过神经突起连接在一起。同时， 如图 11 所示， 部分神经细胞虽然 延伸出多个神经突起， 但并未通过该多个神经突起与其他神经细胞连接在一起， 但这。
49、并不 影响该神经移植体在整体上具有生物活性的性质。 0075 另外， 本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化， 当然， 这些依据本发明精 神所做的变化， 都应包含在本发明所要求保护的范围之内。 说 明 书 CN 102551916 A 11 1/9 页 12 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102551916 A 12 2/9 页 13 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102551916 A 13 3/9 页 14 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102551916 A 14 4/9 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 102551916 A 15 5/9 页 16 图 8 说 明 书 附 图 CN 102551916 A 16 6/9 页 17 图 9 说 明 书 附 图 CN 102551916 A 17 7/9 页 18 图 10 说 明 书 附 图 CN 1025519。