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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710606240.X (22)申请日 2017.07.24 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 王欣宇 林飞 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 崔友明 (51)Int.Cl. A61L 27/58(2006.01) A61L 27/50(2006.01) A61L 27/18(2006.01) A61L 27/20(2006.01) A61L 27/22(2006.0。
2、1) A61L 27/40(2006.01) (54)发明名称 一种可降解聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经 导管及其制备方法 (57)摘要 本发明属于医用生物材料领域， 具体涉及一 种可降解聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管及 其制备方法。 该复合神经导管由聚乳酸、 丝素蛋 白和壳聚糖组成， 聚乳酸和丝素蛋白通过静电纺 丝法制成神经导管内层膜， 聚乳酸通过静电纺丝 法在导管内层上制成神经导管外层膜， 使用溶液 浸提法将制成的神经导管浸入壳聚糖溶液中， 放 入真空干燥箱进行溶液挥发， 制得聚乳酸/丝素/ 壳聚糖复合神经导管。 该复合神经导管具有较好 的力学抗压性能， 良好的生物相容性、 细胞亲和 性和。
3、适宜的降解性能， 可有效提高细胞活性及抑 制神经瘢痕和神经肿瘤的形成； 具有模拟细胞外 基质的仿生结构， 有利于细胞在导管内部粘附、 增殖和迁移。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 107349473 A 2017.11.17 CN 107349473 A 1.一种可降解聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管的制备方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： （1） 将聚乳酸和丝素蛋白溶于有机溶剂中， 电磁搅拌直至聚乳酸和丝素蛋白充分溶解， 得到纺丝液1， 通过静电纺丝技术将纺丝液1喷于旋转的针管上， 制成神经导管内层膜； （2） 将聚乳酸溶于有机溶剂中， 电磁搅拌直至聚乳酸充分溶解， 得到纺丝。
4、液2， 通过静电 纺丝技术将纺丝液2喷于步骤 （1） 所得神经导管内层膜上， 在神经导管内层膜上制成神经导 管外层膜； （3） 将壳聚糖溶于弱酸性溶液中得到一定浓度的壳聚糖溶液， 将步骤 （2） 所得由内层膜 和外层膜组成的的神经导管浸入到壳聚糖溶液中一段时间， 取出神经导管放入真空干燥箱 除去有机溶剂后， 即得到聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管。 2.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导 管的内孔径为1.52mm。 3.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导 管的内层膜厚度为0.050.1mm， 外层膜厚度。
5、为0.050.1mm。 4.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1） 所述聚乳酸和丝素蛋白的质 量比为1:31:6。 5.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （1） 所述静电纺丝的参数为： 纺丝 液流速0.030.5mm/min， 负高压-1kV-3kV， 正高压7kV17kV， 接收距离到针头距离5 20cm， 转速2002000r/min。 6.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （2） 所述纺丝液2中聚乳酸的质量 分数为8%20%。 7.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （2） 所述静电纺丝的参数为： 纺丝 液流速0.0。
6、30.5mm/min， 负高压-0.5kV-3kV， 正高压7kV17kV， 接收距离到针头距离8 18cm， 转速2002000r/min。 8.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 步骤 （3） 所述壳聚糖溶液中壳聚糖的 质量浓度为515%。 9.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述聚乳酸的分子量为60000 320000Da， 所述壳聚糖的分子量为50000300000Da。 10.权利要求19任一所述制备方法制备所得聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107349473 A 2 一种可降解聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管及。
7、其制备方法 技术领域 0001 本发明属于医用生物材料技术领域， 具体涉及一种可降解聚乳酸/丝素/壳聚糖复 合神经导管及其制备方法。 背景技术 0002 周围神经损伤在日常生活中是一种常见的疾病， 短距离的神经缺损可以通过自体 移植修复， 但是神经缺损距离太长的话， 自体移植将面临供体不足的问题， 供区感染、 疤痕 形成等又限制了自体移植在周围神经修复临床上的应用。 因此人工神经导管的研究就显得 十分的迫切， 传统人工神经导管用的材料不易降解， 生物相容性不好， 制备方法相对落后， 不能很好地满足实际神经修复需要。 0003 近几年来， 随着人们对人工神经导管的不断研究， 已经取得了长足的进步。
8、， 但是仍 然存在许多问题， 比如神经导管抗压性不足， 容易受周围组织挤压， 造成导管塌陷； 生物相 容性不好， 导致炎症发生， 容易形成神经瘢痕， 组织粘连等问题。 为了达到理想的修复效果， 人工神经导管应该满足以下要求： 具有良好的生物相容性； 具有一定的力学性能和抗压强 度； 材料无毒性或者轻微毒性； 易降解， 降解产物不会对机体产生危害； 可调控性， 对于实际 修复需要可调控的导管长度和降解速率等要求。 发明内容 0004 本发明针对现有技术中存在的不足， 目的在于提供一种可降解聚乳酸/丝素/壳聚 糖复合神经导管及其制备方法。 0005 为实现上述发明目的， 本发明采用的技术方案为： 。
9、0006 一种可降解聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管的制备方法， 包括如下步骤： 0007 (1)将聚乳酸和丝素蛋白溶于有机溶剂中， 电磁搅拌直至聚乳酸和丝素蛋白充分 溶解， 得到纺丝液1， 通过静电纺丝技术将纺丝液1喷于旋转的针管上， 制成神经导管内层 膜； 0008 (2)将聚乳酸溶于有机溶剂中， 电磁搅拌直至聚乳酸充分溶解， 得到纺丝液2， 通过 静电纺丝技术将纺丝液2喷于步骤(1)所得神经导管内层膜上， 在神经导管内层膜上制成神 经导管外层膜； 0009 (3)将壳聚糖溶于弱酸性溶液中得到一定浓度的壳聚糖溶液， 将步骤(2)所得由内 层膜和外层膜组成的的神经导管浸入到壳聚糖溶液中一段时。
10、间， 取出神经导管放入真空干 燥箱除去有机溶剂后， 即得到聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管。 0010 按上述方案， 所述聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管的内孔径为1.52mm。 0011 按上述方案， 所述聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管的总厚度为0.050.1mm， 其 中外层膜厚度为0.050.1mm。 复合神经导管的形状和长度可依据实际需要自行设置。 0012 按上述方案， 步骤(1)所述聚乳酸和丝素蛋白的质量比为1:31:6。 0013 按上述方案， 步骤(1)所述静电纺丝的参数为： 纺丝液流速0.030.5mm/min， 负高 说 明 书 1/5 页 3 CN 107349473 。
11、A 3 压-1kV-3kV， 正高压+7kV+17kV， 接收距离到针头距离520cm， 转速2002000r/min。 0014 按上述方案， 步骤(2)所述纺丝液2中聚乳酸的质量分数为820。 0015 按上述方案， 步骤(2)所述静电纺丝的参数为： 纺丝液流速0.030.5mm/min， 负高 压-0.5kV-3kV， 正高压+7kV+17kV， 接收距离到针头距离818cm， 转速2002000r/ min。 0016 按上述方案， 步骤(3)所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量浓度为515， 所述神经 导管浸入到壳聚糖溶液中1060分钟。 0017 按上述方案， 所述聚乳酸的分子量为6000。
12、0320000Da， 所述壳聚糖的分子量为 50000300000Da。 0018 按上述方案， 所述步骤(1)和步骤(2)中所述有机溶剂为： 二氯甲烷和乙酸乙酯按 体积比7:4混合所得混合物； 步骤(3)所述弱酸性溶液为稀醋酸。 0019 上述制备方法制备所得聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管。 0020 本发明的有益效果： 0021 (1)本发明所述聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管具有较好的力学性能， 良好的 生物相容性、 细胞亲和性和适宜的降解性能， 能提高细胞活性及抑制神经瘢痕和神经肿瘤 的形成； 通过静电纺丝方法制备的复合神经导管具有仿生结构， 可以模拟细胞外基质， 有利 于细胞在导管。
13、内部粘附、 增殖和迁移， 促进神经再生； 同时， 复合神经导管孔径具有半通透 性结构， 有利于营养物质(神经生长因子和葡萄糖)的进入， 阻止淋巴和成纤维细胞的进入， 更好地修复受损的周围神经； 0022 (2)本发明所述复合神经导管的所有原材料的降解产物均可以被机体所吸收， 不 需要二次手术取出， 有利于减轻患者痛苦； 0023 (3)本发明所述复合神经导管的制备方法简单， 成本低廉， 制备效率较高， 具有巨 大的潜在应用价值。 附图说明 0024 图1是本发明制备所得复合神经导管内层膜扫描电子显微镜(SEM)照片。 0025 图2是本发明制备所得复合神经导管内层膜扫描电子显微镜(SEM)照片。
14、。 0026 图3是本发明制备所得复合神经导管外层膜扫描电子显微镜(SEM)照片。 0027 图4是本发明制备所得复合神经导管的内孔径照片。 0028 图5是本发明制备所得复合神经导管照片。 具体实施方式 0029 为了更好地理解本发明， 下面结合实施例进一步阐明本发明的内容， 但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。 0030 以下实施例中， 所述丝素蛋白可通过如下方法制备得到： 将家蚕丝至于一定量的 弱碱性水溶液中煮沸去除丝胶， 将脱去丝胶的溶液放入去离子水中洗净， 然后置于60烘 箱烘干， 干燥后溶解于三元溶液中(CaCl2、 乙醇、 水)， 接着用去离子水透析后获得丝素蛋白 溶液， 。
15、进行过滤， 干燥后放入4冰箱备用。 所述家蚕丝煮沸时间为6h， 干燥温度为60， 干 燥时间为12h， 三元溶液中CaCl2： 乙醇： 水质量比为1:2:8。 说 明 书 2/5 页 4 CN 107349473 A 4 0031 以下实施例中， 所述聚乳酸的分子量为60000320000Da， 所述壳聚糖的分子量为 50000300000Da。 0032 实施例1 0033 用电子天平称取聚乳酸0.2g和已经制备干燥的丝素蛋白0.8g溶于10mL有机溶剂 (二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 使用电磁搅拌器搅拌6h， 让聚乳酸和丝素蛋白充分溶 解， 得到均一稳定的聚乳酸/丝素纺丝液1， 采。
16、用20号针头， 控制纺丝参数(纺丝液流速 0.2mm/min， 正高压+11kV， 负高压-2kV， 接受装置与喷射针头距离14cm， 转速1200r/min)， 将 纺丝液1喷至旋转的圆形针管(内径1.5mm)上， 制成壁厚0.15mm神经导管内层膜； 同理， 用电 子天平称取1.3g聚乳酸溶于10mL有机溶剂(二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 并使用电磁 搅拌器搅拌6h， 让聚乳酸充分溶解， 得到均一稳定的聚乳酸纺丝液2， 采用21号针头， 控制纺 丝参数(纺丝液流速0.2mm/min， 正高压+10kV， 负高压-2kV， 接受装置与喷射针头距离15cm， 转速1300r/min)，。
17、 将聚乳酸/丝素纺丝液2喷至神经导管内层膜上， 制成厚0.35mm神经导管 外层膜； 将由内层膜和外层膜组成的神经导管浸入到浓度为8的壳聚糖溶液中， 浸入 10min后取出， 放入真空干燥箱除尽残余有机溶剂和水分， 即得到聚乳酸/丝素/壳聚糖复合 神经导管， 放于干燥箱储存。 0034 实施例2 0035 用电子天平称取聚乳酸0.25g和已经制备干燥的丝素蛋白1.0g溶于10mL有机溶剂 (二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 使用电磁搅拌器搅拌6h， 让聚乳酸和丝素蛋白充分溶 解， 得到均一稳定的聚乳酸/丝素纺丝液1， 采用20号针头， 控制纺丝参数(纺丝液流速 0.25mm/min， 正高。
18、压+12kV， 负高压-3kV， 接受装置与喷射针头距离14cm， 转速1200r/min)， 将纺丝液1喷至旋转的圆形针管(内径1.5mm)上， 制成壁厚0.15mm神经导管内层膜； 同理， 用 电子天平称取1.4g聚乳酸溶于10mL有机溶剂(二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 并使用电 磁搅拌器搅拌6h， 让聚乳酸充分溶解， 得到均一稳定的聚乳酸纺丝液2， 采用21号针头， 控制 纺丝参数(纺丝液流速0.25mm/min， 正高压+10kV， 负高压-3kV， 接受装置与喷射针头距离 15cm， 转速1200r/min)， 将聚乳酸/丝素纺丝液2喷至神经导管内层膜上， 制成厚0.35mm。
19、神经 导管外层膜； 将由内层膜和外层膜组成的神经导管浸入到浓度为8的壳聚糖溶液中， 浸入 10min后取出， 放入真空干燥箱除尽残余有机溶剂和水分， 即得到聚乳酸/丝素/壳聚糖复合 神经导管， 放于干燥箱储存。 0036 实施例3 0037 用电子天平称取聚乳酸0.3g和已经制备干燥的丝素蛋白1.2g溶于10mL有机溶剂 (二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 使用电磁搅拌器搅拌6h， 让聚乳酸和丝素充分溶解， 得 到均一稳定的聚乳酸/丝素纺丝液1， 采用20号针头， 控制纺丝参数(纺丝液流速0.3mm/min， 正高压+13kV， 负高压-3kV， 接受装置与喷射针头距离14cm， 转速12。
20、00r/min)， 将纺丝液1喷 至旋转的圆形针管(内径1.5mm)上， 制成壁厚0.15mm神经导管内层膜； 同理， 用电子天平称 取1.5g聚乳酸溶于10mL有机溶剂(二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 并使用电磁搅拌器搅 拌6h， 让聚乳酸充分溶解， 得到均一稳定的聚乳酸纺丝液2， 采用21号针头， 控制纺丝参数 (纺丝液流速0.3mm/min， 正高压+11kV， 负高压-3kV， 接受装置与喷射针头距离15cm， 转速 1200r/min)， 将聚乳酸/丝素纺丝液2喷至神经导管内层膜上， 制成厚0.35mm神经导管外层 膜； 将由内层膜和外层膜组成的神经导管浸入到浓度为8的壳聚糖溶。
21、液中， 浸入10min后 说 明 书 3/5 页 5 CN 107349473 A 5 取出， 放入真空干燥箱除尽残余有机溶剂和水分， 即得到聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导 管， 放于干燥箱储存。 0038 实施例4 0039 用电子天平称取聚乳酸0.35g和已经制备干燥的丝素蛋白1.4g溶于10mL有机溶剂 (二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 使用电磁搅拌器搅拌6h， 让聚乳酸和丝素蛋白充分溶 解， 得到均一稳定的聚乳酸/丝素纺丝液1， 采用20号针头， 控制纺丝参数(纺丝液流速 0.3mm/min， 正高压+14kV， 负高压-3kV， 接受装置与喷射针头距离14cm， 转速1200r。
22、/min)， 将 纺丝液1喷至旋转的圆形针管(内径1.5mm)上， 制成壁厚0.15mm神经导管内层膜； 同理， 用电 子天平称取1.6g聚乳酸溶于10mL有机溶剂(二氯甲烷： 乙酸乙酯体积比7:4)， 并使用电磁 搅拌器搅拌6h， 让聚乳酸充分溶解， 得到均一稳定的聚乳酸纺丝液2， 采用21号针头， 控制纺 丝参数(纺丝液流速0.3mm/min， 正高压+12kV， 负高压-3kV， 接受装置与喷射针头距离15cm， 转速1400r/min)， 将聚乳酸/丝素纺丝液2喷至导管内层膜上， 制成厚0.35mm神经导管外层 膜； 将由内层膜和外层膜组成的神经导管浸入到浓度为8的壳聚糖溶液中， 浸入。
23、10min后 取出， 放入真空干燥箱除尽残余有机溶剂和水分， 即得到聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导 管， 放于干燥箱储存。 0040 图1为本发明制备所得复合神经导管内层膜扫描电子显微镜(SEM)照片(5 m)； 图2 是本发明制备所得复合神经导管内层膜扫描电子显微镜(SEM)照片(50 m)； 图3是本发明制 备所得复合神经导管外层膜扫描电子显微镜(SEM)照片； 图4是本发明制备所得复合神经导 管的内孔径照片； 图5是本发明制备所得复合神经导管照片。 从图中可以看出， 由静电纺丝 制备的神经导管薄膜很好地纺成了网状结构， 纺丝纤维直径较为均一， 孔径较为规则， 薄膜 表面附有一层较薄的壳聚。
24、糖薄膜， 很好地覆盖在薄膜上， 壳聚糖可以有效的提高提高细胞 活性及抑制神经瘢痕和神经肿瘤的形成。 0041 将本发明制备所得聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管进行力学强度测试， 结果如 下表1， 从表1可知， 本发明各实施例制备所得聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管均具备一 定的力学强度。 0042 表1力学强度测试结果 0043 实施例实施例1实施例2实施例3实施例4 强度/Mp(n5)5.355.676.566.87 0044 表2材料毒性测试 0045 实施例实施例1实施例2实施例3实施例4 细胞增值率/(n5)85.586.784.885.7 材料毒性等级1111 0046 将各组实施例。
25、制备所得聚乳酸/丝素/壳聚糖复合神经导管放到PBS溶液中泡一晚 上得到浸提液， 对浸提液进行毒性测试， 利用雪旺细胞进行测试， 测试结果见表2， 由结果可 得各材料具有一定的细胞增值率， 在5天后对细胞增值率进行测试计算后发现， 各实施例的 细胞增值率均在80以上， 相对应的材料毒性等级都为一级， 达到了可植入机体内的国家 标准要求， 具有良好的细胞亲和性和生物相容性。 说 明 书 4/5 页 6 CN 107349473 A 6 0047 显然， 上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例， 而并非对实施方式的限制。 对 于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而因此所引申的显而易见的变化或变 动仍处于本发明创造的保护范围之内。 说 明 书 5/5 页 7 CN 107349473 A 7 图1 图2 说 明 书 附 图 1/3 页 8 CN 107349473 A 8 图3 图4 说 明 书 附 图 2/3 页 9 CN 107349473 A 9 图5 说 明 书 附 图 3/3 页 10 CN 107349473 A 10 。