一種plga三維神經(jīng)導(dǎo)管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管及其制備方法，所述PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管為具有層粘連蛋白涂層并含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管；制備：將聚乳酸羥基乙酸共聚物PLGA溶于溶劑中，混勻，得到紡絲液；然后進(jìn)行單噴頭靜電紡絲，得到含取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管，然后通過共價鍵結(jié)合層粘連蛋白，即得。本發(fā)明的具有蛋白涂層和取向紗線填充的三維神經(jīng)導(dǎo)管具有優(yōu)良的力學(xué)性能，生物活性和降解性能；涂層的蛋白能夠促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的粘附和神經(jīng)軸突再生，同時芯層的紗線能夠誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞沿著紗線取向方向爬行生長，有利于三維神經(jīng)組織的再生與重建，在外周神經(jīng)組織修復(fù)與再生中將會有重要的應(yīng)用。
【專利說明】
一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于神經(jīng)導(dǎo)管及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)在管狀組織工程支架的制備領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用，多種合成高分子材料和天然高分子材料及其共混材料可以用于靜電紡絲技術(shù)，制備納米級到微米級的纖維支架。通過靜電紡絲技術(shù)制備的纖維支架可以從原材料選擇上來模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)組分，同時纖維結(jié)構(gòu)支架也能仿生天然細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，具有較高的比表面積，有利于細(xì)胞的粘附和增殖。然而，傳統(tǒng)的靜電紡絲技術(shù)制備的納米級纖維孔隙率較低，孔徑較小，不利于細(xì)胞的滲透和三維生長。目前，通過對傳統(tǒng)靜電紡絲技術(shù)的改進(jìn)與研發(fā)，有多種制備大孔徑三維支架的靜電紡絲技術(shù)得以研發(fā)，如空氣阻抗型靜電紡、動態(tài)水流靜電紡、雙向共軛靜電紡、無針靜電紡等，這些紡絲方法制備的支架為膜狀或管狀，對于細(xì)胞的滲透生長有不同程度的促進(jìn)作用。本發(fā)明采用的雙噴頭紡紗設(shè)備制備的是單根的微米級紗線，單根紗線直徑可達(dá)到幾百微米。選取的生物可降解材料PLGA制備的紗線，能夠控制紗線的直徑以及組成紗線中纖維的卷繞度，在再生醫(yī)學(xué)中可以有廣泛的應(yīng)用。
[0003]對于外周神經(jīng)組織修復(fù)與再生，三維神經(jīng)導(dǎo)管的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計以及生物功能化有著非常重要的意義，其中雪旺細(xì)胞的粘附、增殖以及神經(jīng)細(xì)胞的軸突再生是神經(jīng)組織再生的關(guān)鍵。目前的研究中多有通過靜電紡技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)、水凝膠制備技術(shù)或者三維打印技術(shù)等制備多通道三維神經(jīng)導(dǎo)管的研發(fā)，用于誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞沿著軸向爬行生長。本發(fā)明將軸向取向紗線芯層的誘導(dǎo)與蛋白功能化修飾相結(jié)合，制備出一種具有層粘連蛋白涂層并含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管。該三維神經(jīng)導(dǎo)管具有優(yōu)良的力學(xué)性能，生物相容性和降解性能；涂層的層粘連蛋白能夠促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的粘附和軸突再生，同時芯層的紗線結(jié)構(gòu)也能夠誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞沿著軸向取向方向爬行生長，有利于三維神經(jīng)組織的再生與重建，在外周神經(jīng)組織修復(fù)與再生中將會有重要的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管及其制備方法，本發(fā)明的三維神經(jīng)導(dǎo)管具有優(yōu)良的力學(xué)性能，生物相容性和降解性能；涂層的蛋白能夠促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的粘附，同時芯層的紗線能夠誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞沿著紗線取向方向爬行生長，有利于三維神經(jīng)組織的再生與重建，在外周神經(jīng)組織修復(fù)與再生中將會有重要的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管，所述PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管為具有層粘連蛋白涂層并
[0006]含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管；
[0007]其中PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的芯層為軸向取向排列的PLGA紗線，外層為PLGA纖維結(jié)構(gòu);PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管表面修飾有層粘連蛋白。
[0008]本發(fā)明的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括:
[0009](I)將聚乳酸羥基乙酸共聚物PLGA溶于溶劑中，混勻，得到紡絲液；
[0010](2)步驟(I)的紡絲液進(jìn)行單噴頭靜電紡絲，得到含取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管，其中單噴頭靜電紡絲所用旋轉(zhuǎn)接收裝置為:將直徑均勻的PLGA紗線剪成同樣長度，沿著軸向平行排列固定在接收棒上，作為旋轉(zhuǎn)接收裝置；
[0011](3)步驟(2)的含取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管通過共價鍵結(jié)合層粘連蛋白，即得具有層粘連蛋白涂層并含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管。
[0012]所述步驟⑴中PLGA共聚物L(fēng)A/GA = 82/18(摩爾比)，特性粘數(shù)IV為1.9dl/g。
[0013]所述步驟(I)中溶劑為六氟異丙醇。
[0014]所述步驟(I)中紡絲液中PLGA的質(zhì)量體積百分濃度為12% -15 %。
[0015]所述步驟(2)中單噴頭靜電紡的參數(shù)為:PLGA紡絲液流速1.0mL/h，靜電高壓10-14kV，紡絲噴頭到接收裝置距離為12-15cm，接收裝置旋轉(zhuǎn)速度為300-1500rpm。
[0016]所述步驟(2)中PLGA紗線為雙噴頭紡紗制備，具體為:雙噴頭的PLGA紡絲液流速為
0.02mL/min和0.032mL/min，兩端分別為正高壓(+7-lOkV)和負(fù)高壓(-7-lOkV)，
[0017]兩個噴頭之間的距離為10-15cm，旋轉(zhuǎn)喇叭(用于將兩個噴頭紡出的纖維卷繞成紗線)的轉(zhuǎn)速為350-500rpm，旋轉(zhuǎn)喇叭底端到紗線接收裝置的距離為60cm，紗線接收裝置的轉(zhuǎn)速為 5_10rpmo
[00? 8]步驟(2)中軸向平行排列固定在接收棒上的紗線長度為2_20cm；接收棒的直徑為1-1Omm ；固定在接收棒上的紗線數(shù)量為1根到上百根(指步驟(2)中固定在接收棒上的紗線數(shù)量)。
[0019]步驟(3)中共價鍵結(jié)合層粘連蛋白具體為:先用0.0lM NaOH浸泡10-20min，再用
0.1M的MES溶液40C浸泡30min，然后將MES溶液浸泡的神經(jīng)導(dǎo)管取出，放入NHS/EDC/MES溶液室溫反應(yīng)Ih;用41:的MES沖洗1-3遍，加入層粘連蛋白溶液4°C浸泡10_24h;其中導(dǎo)管與層粘連蛋白溶液的質(zhì)量體積比為I Omg:1mL。
[0020]所述NHS/EDC/MES溶液為:用4°C的MES配制NHS/EDC溶液，其中NHS和EDC的濃度分別為6mg/ mL和4mg/ mL;層粘連蛋白溶液的濃度為20_1 OOyg/ mL。
[0021]PLGA具有良好的力學(xué)性能和生物降解性能;層粘連蛋白是基底膜的主要成分，作為生物活性蛋白它能夠促進(jìn)細(xì)胞粘附以及軸突生長，在神經(jīng)組織工程中有重要的應(yīng)用。本發(fā)明的具有層粘連蛋白涂層和取向紗線填充的三維神經(jīng)導(dǎo)管從結(jié)構(gòu)和功能仿生設(shè)計，并且具有優(yōu)良的力學(xué)性能，生物相容性和降解性能；涂層的蛋白能夠促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的粘附和軸突再生，同時芯層的紗線結(jié)構(gòu)也能夠誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞沿著軸向取向方向爬行生長，有利于三維神經(jīng)組織的再生與重建，在外周神經(jīng)組織修復(fù)與再生中將會有重要的應(yīng)用。
[0022]有益效果
[0023](I)本發(fā)明制備具有生物活性蛋白涂層，并且有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管，將生物化學(xué)修飾與支架三維結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合，得到具有仿生結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的組織工程三維神經(jīng)導(dǎo)管，兼具優(yōu)良的生物力學(xué)性能、生物相容性和降解性能；
[0024](2)本發(fā)明制備的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管芯層為軸向取向排列的PLGA紗線，能夠誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞沿著軸向取向方向爬行生長，并且容易降解;外層為PLGA纖維結(jié)構(gòu)，能夠促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的粘附和增殖；
[0025](3)本發(fā)明制備的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管具有生物活性蛋白-層粘連蛋白的表面修飾，能夠促進(jìn)細(xì)胞粘附以及軸突生長；
[0026](4)本發(fā)明制備的具有層粘連蛋白涂層并含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管，從結(jié)構(gòu)和功能仿生設(shè)計，并且具有優(yōu)良的力學(xué)性能，生物活性和降解性能；原材料為生物可降解材料，神經(jīng)導(dǎo)管能隨著神經(jīng)組織的修復(fù)與再生而逐漸降解，在外周神經(jīng)修復(fù)領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0027]圖1本發(fā)明制備的具有層粘連蛋白涂層并含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管；其中a為三維神經(jīng)導(dǎo)管長度方向的數(shù)碼照片;b為三維神經(jīng)導(dǎo)管截面的數(shù)碼照片，b中插圖為截面特寫，可以看到包裹的紗線；
[0028]圖2實施例1中外層PLGA纖維(a)以及涂層后PLGA纖維(b)的SEM圖片；
[0029]圖3實施例1中芯層PLGA紗線的SEM圖片;其中(a)為100倍;(b)為200倍；
[0030]圖4實施例1中PLGA纖維和紗線蛋白涂層前后的XRD圖譜；
[0031]圖5實施例1中PLGA纖維(a)和紗線(b)的拉伸力學(xué)性能；
[0032]圖6實施例1中雪旺細(xì)胞在蛋白涂層PLGA纖維上生長4天的顯微鏡圖片；
[0033]圖7實施例1中雪旺細(xì)胞在蛋白涂層PLGA紗線上生長7天的顯微鏡圖片。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0035]實施例1
[0036]用電子天平稱取質(zhì)量為1.5g的PLGA溶于1mL六氟異丙醇中，攪拌過夜至完全溶解，得到PLGA紡絲液;采用定制的雙噴頭紡紗設(shè)備制備直徑均勻的PLGA紗線，紡絲參數(shù)為:雙噴頭的PLGA紡絲液流速為0.02mL/min和0.032mL/min，兩端分別為正高壓和負(fù)高壓+1kV和-10kV，兩個噴頭之間的距離為15cm，旋轉(zhuǎn)喇叭的轉(zhuǎn)速500rpm，旋轉(zhuǎn)喇叭底端到紗線接收裝置的距離為60cm，紗線接收裝置的轉(zhuǎn)速為5rpm，得到PLGA紗線;將PLGA紗線剪成統(tǒng)一長度為8cm，選取直徑2mm的接收棒，將40根紗線軸向排列在接收棒上固定好；以此作為接收PLGA纖維的旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行單噴頭靜電紡，紡絲參數(shù)為= PLGA紡絲液流速lmL/h，靜電高壓12kV，紡絲噴頭到接收裝置距離為12cm，接收裝置旋轉(zhuǎn)速度為500rpm，紡絲進(jìn)行2小時，得到含有紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管；將三維神經(jīng)導(dǎo)管剪成Icm/根，先用0.0lM NaOH浸泡10_20min，再用0.IM的MES溶液4°C浸泡30min ；用4°C的MES配制NHS/EDC溶液，其中NHS和EDC的濃度分別為6mg/mL和4mg/mL;將MES溶液浸泡的管子取出，放入NHS/EDC/MES溶液，室溫反應(yīng)Ih;用40C的MES沖洗3遍，加入20yg/mL的層粘連蛋白溶液4°C浸泡24h，導(dǎo)管與蛋白溶液的質(zhì)量體積比為10mg/mL。
[0037]實施例2
[0038]用電子天平稱取質(zhì)量為1.2g的PLGA溶于1mL六氟異丙醇中，攪拌過夜至完全溶解，得到PLGA紡絲液;采用定制的雙噴頭紡紗設(shè)備制備直徑均勻的PLGA紗線，紡絲參數(shù)為:雙噴頭的PLGA紡絲液流速為0.02mL/min和0.032mL/min，兩端分別為正高壓和負(fù)高壓+1kV和-10kV，兩個噴頭之間的距離為15cm，旋轉(zhuǎn)喇叭的轉(zhuǎn)速350rpm，旋轉(zhuǎn)喇叭底端到紗線接收裝置的距離為60cm，紗線接收裝置的轉(zhuǎn)速為7rpm，得到PLGA紗線;將PLGA紗線剪成統(tǒng)一長度為10cm，選取直徑Imm的接收棒，將20根紗線軸向排列在接收棒上固定好；以此作為接收PLGA纖維的旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行單噴頭靜電紡，紡絲參數(shù)為:PLGA紡絲液流速lmL/h，靜電高壓12kV，紡絲噴頭到接收裝置距離為12cm，接收裝置旋轉(zhuǎn)速度為800rpm，紡絲進(jìn)行1.5小時，得到含有紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管;將三維神經(jīng)導(dǎo)管剪成Icm/根，先用0.0lM NaOH浸泡10-20min，再用0.1M的MES溶液4°C浸泡30min;用4°C的MES配制NHS/EDC溶液，其中NHS和EDC的濃度分別為6mg/mL和4mg/mL;將MES溶液浸泡的管子取出，放入NHS/EDC/MES溶液，室溫反應(yīng)Ih;用4°C的MES沖洗3遍，加入100yg/mL的層粘連蛋白溶液4°C浸泡24h，導(dǎo)管與蛋白溶液的質(zhì)量體積比為I Omg/ mL。
【主權(quán)項】
1.一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管，其特征在于:所述PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管為具有層粘連蛋白涂層并含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管； 其中PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的芯層為軸向取向排列的PLGA紗線，外層為PLGA纖維結(jié)構(gòu)；PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管表面修飾有層粘連蛋白。2.—種如權(quán)利要求1所述的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括: (1)將聚乳酸羥基乙酸共聚物PLGA溶于溶劑中，混勻，得到紡絲液； (2)步驟(I)的紡絲液進(jìn)行單噴頭靜電紡絲，得到含取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管，其中單噴頭靜電紡絲所用旋轉(zhuǎn)接收裝置為:將PLGA紗線沿著軸向平行排列固定在接收棒上，作為旋轉(zhuǎn)接收裝置； (3)步驟(2)的含取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管通過共價鍵結(jié)合層粘連蛋白，即得具有層粘連蛋白涂層并含有取向紗線芯層的PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中PLGA共聚物中，按摩爾比LA:GA = 82:18，特性粘數(shù)IV為1.9dl/g。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中溶劑為六氟異丙醇。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中紡絲液中PLGA的質(zhì)量體積百分濃度為12% -15 %。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中單噴頭靜電紡的參數(shù)為:PLGA紡絲液流速1.0mL/h，靜電高壓10-14kV，紡絲噴頭到接收裝置距離為12-15cm，接收裝置旋轉(zhuǎn)速度為300-1500rpm。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中PLGA紗線為雙噴頭紡紗制備，具體為:雙噴頭的PLGA紡絲液流速為0.02mL/min和0.032mL/min，兩端分別為正高壓:+7?1kV和負(fù)高壓:-7?10kV，兩個噴頭之間的距離為10-15cm，旋轉(zhuǎn)喇叭的轉(zhuǎn)速為350-500rpm，旋轉(zhuǎn)喇叭底端到紗線接收裝置的距離為60cm，紗線接收裝置的轉(zhuǎn)速為5-10rpm。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:步驟(2)中軸向平行排列固定在接收棒上的紗線長度為2-20cm;接收棒的直徑為l-10mm。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:步驟(3)中共價鍵結(jié)合層粘連蛋白具體為:先用0.0lM NaOH浸泡10-20min，再用0.1M的MES溶液4°C浸泡30min，然后將MES溶液浸泡的神經(jīng)導(dǎo)管取出，放入NHS/EDC/MES溶液室溫反應(yīng)Ih;用4°C的MES沖洗1-3遍，加入層粘連蛋白溶液4°C浸泡10-24h;其中導(dǎo)管與層粘連蛋白溶液的質(zhì)量體積比為1mg: lmL。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種PLGA三維神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于:NHS/EDC/MES溶液為:用4°C的MES配制NHS/EDC溶液，其中NHS和EDC的濃度分別為6mg/mL和4mg/mL;層粘連蛋白溶液的濃度為20-100yg/mL。
【文檔編號】A61L27/58GK106075578SQ201610584672
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610584672.0, CN 106075578 A, CN 106075578A, CN 201610584672, CN-A-106075578, CN106075578 A, CN106075578A, CN201610584672, CN201610584672.0
【發(fā)明人】莫秀梅, 吳桐, 王元非, 李丹丹, 孫彬彬
【申請人】東華大學(xué)