[发明专利]一种高取向纳米纤维神经导管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于神经导管及其制备领域，特别涉及一种高取向纳米纤维神经导管及其制备方法。

背景技术

神经系统是规范和协调身体活动的复杂系统。它有两个主要系统：中枢神经系统和周围神经系统。中枢神经系统包括大脑和脊髓，而周围神经系统涉及到了从脊髓到四肢的所有神经。在中枢神经系统中神经元不具备再生能力。因此，恢复其功能是神经学的重大挑战。最近，运用组织工程制备的支架材料是取代传统异体移植修复的重要选择。例如，Yang等人（Yang F.Fabrication of nano-structured porous PLLA scaffold intended for nerve tissue engineering[J].Biomaterials,2004）利用液液分相的方法制备了高孔隙率和多孔纤维聚乳酸支架材料制用在神经组织工程。这些纤维支架能够支持神经干细胞分化和突起生长。静电纺丝是一种能生产纤维直径小至5nm的简单、有效的方法，由纳米纤维制备的支架能够模拟细胞外基质，为细胞的生长和繁殖提供更适合的环境。合成脂肪族聚酯和共聚酯高分子材料已被制成多孔的支架材料，以提高神经组织再生。

将碳纳米管引入聚合物纳米纤维中，既可增强纳米纤维，也可赋予纳米纤维优异的物理和化学性能。碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性，以及极高的长径比（一般大于1000），其结构独特，物理、化学特性优异，碳纳米管/聚合物纳米纤维的研究引起人们的广泛关注。近年来，以生物学应用为目的碳纳米管/生物分子基复合材料的探索研究正在迅速增多，通过整合生物活性分子（酶、蛋白质、多糖等）与碳纳米管的性能，逐渐成为一个新的研究热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高取向纳米纤维神经导管及其制备方法，该神经导管生物相容性好、不致癌、重金属含量低、PH值小，不引起溶血和凝血等性能，而且具有所需的物理、力学性能和加工性能，该方法简单、经济，适合工业化生产。

本发明的一种高取向纳米纤维神经导管，该神经导管按重量份数包括：聚合物2~40份，碳纳米管0.01~3份；所述的神经导管长度为1mm～10m，内径0.01mm～10cm，壁厚0.01mm～5mm。

所述的聚合物为生物可降解聚己内酯（PCL）、聚乳酸、聚乙交酯、聚乙交酯丙交酯嵌段共聚物（PLGA）中的一种或几种。

所述的高取向纳米纤维神经导管中纳米纤维的平均直径为200nm～700nm，纤维取向度>80%，空隙率为75%～98%。

本发明的一种高取向纳米纤维神经导管的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将碳纳米管分散在有机溶剂中，超声分散后，再加入聚合物，搅拌制得透明均匀的纺丝溶液；其中按照重量计，聚合物2~40份，有机溶剂97.99~57份，碳纳米管0.01~3份；

（2）采用上述纺丝溶液进行静电纺丝，最后干燥，制成神经导管。

步骤（1）中所述的碳纳米管为未进行任何处理的碳纳米管、经过研磨或超声等物理方法处理后的碳纳米管、经过化学处理后的氧化碳纳米管、经壳聚糖或酶等生物处理后的碳纳米管中的一种。

步骤（1）中所述的有机溶剂为N，N二甲基甲酰胺（DMF）、N，N二甲基乙酰胺（DMAc）、乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、四氢呋喃、三氯乙烯、环己醇、二甲亚砜、六氟异丙醇、三氟乙醇中的一种或几种的混合溶剂。

步骤（2）中所述的静电纺丝的具体工艺为：纺丝溶液的推进速度为1μl/h～10ml/h，环境温度0～40℃，电压5kv～20kv，喷口孔径1μm～2mm，卷绕接收装置接收纤维支架。

所述的卷绕接收装置中卷绕筒的孔径为1mm～50cm，旋转速度为200-10000rpm。

步骤（2）中所述的卷绕接收装置中卷绕筒的孔径为1mm～50cm，旋转速度为200-10000rpm。

步骤（2）中所述的制成神经导管为将干燥后的纤维支架在导管芯棒上卷绕成导管，所述的芯棒直径为0.01mm～10cm。

本发明的目的在于提出一种用静电纺工艺制备含有碳纳米管的有序的超细纤维，从而制备具有能够刺激神经细胞生长的神经导管，该导管利于细胞沿着导管方向生长，具有修复周围神经作用。

本发明中可根据不同的导管直径的要求将干燥后的纤维支架在对应的不同直径的导管芯棒上卷绕成导管；所述的芯棒直径为0.01mm～10cm。