[发明专利]一种负载脂肪干细胞的神经导管及其制备方法

说明书

本发明提供一种负载脂肪干细胞的神经导管及其制备方法，步骤包括：S1、将聚己内酯以及聚乙烯吡咯烷酮加入至二元有机溶剂中，超声处理后，加入还原氧化石墨烯纳米颗粒，即得纺丝液；S2、将纺丝液利用静电纺丝技术进行静电纺丝后，洗涤若干次，即得导管半成品；S3、在导管半成品内注射细胞混合物，即得所述神经导管；本发明提供的负载脂肪干细胞的神经导管纤维表面具有沟槽结构，增加了比表面积和细胞粘附位点，有利于细胞的粘附和增殖；本发明通过负载脂肪干细胞，提升了周围神经支架的神经营养表型作用，脂肪干细胞能够有效避免移植的免疫排斥反应，促进轴突定向长入神经导管及雪旺细胞髓鞘化作用。

技术领域

本发明涉及静电纺丝支架领域，尤其涉及一种负载脂肪干细胞的神经导管及其制备方法。

背景技术

周围神经损伤是临床高发、难治性疾病，长段周围神经损伤由于神经断端错配和生长速度缓慢，常导致修复效率低下，造成患者运动和感觉功能障碍，严重者甚至致畸致残。对于较小的缺损，周围神经具有一定的再生能力，可以自行修复缺损，临床上可用神经断端吻合法进行治疗。对于长段周围神经缺损的治疗则颇具挑战，目前临床上金标准仍然是神经移植，但这种治疗措施存在供体受限、尺寸失配及供区损害等重要缺陷，且远期随访发现患者治疗后功能恢复十分有限，这极大地限制了其临床广泛应用。随着组织工程产品的研发和改进，神经导管桥接法在临床治疗中的作用被不断提高，各种功能化神经导管通过高效模仿周围神经组织的结构、功能，有望替代自体神经移植，成为临床上治疗首选。

目前国内外神经导管产品和发明中不乏一些改进型设计，不仅可桥接神经断端，为周围神经再生提供适宜的力学支撑，还能通过具有取向性的微纳结构设计或诱导性的生物活性因子，引导轴突长入远端，实现周围神经定向再生。然而，这些负载在神经导管上的具有趋向性诱导作用的生物活性因子，不仅效果不确切，植入体内后容易快速降解，同时还有致肝肾毒性、肿瘤基因突变的风险。物理信号调控相对与生物化学制剂具有效果确切稳定、作用持续且体内应用安全等特点，能够弥补生物化学制剂的不足，具有更高的应用前景。模仿周围神经的取向性结构和纤维形貌已被证实具有趋化再生轴突定向长入远端的作用，对于周围神经长距离缺损(大于10mm缺损)意义非凡；然而仅依靠神经导管拓扑结构的调整依旧无法改变神经再生缓慢的事实，无法实现神经损伤后的高效再生。

除了拓扑结构外，许多物理信号刺激均可调控细胞表型改变和加速神经再生，包括电、磁、光及超声等物理刺激。周围神经组织具有良好的电活性，广泛存在生物电现象，利用导电植入材料促进电活性组织的修复是临床常见、有效的治疗方式。聚己内酯(PCL)可以作为导电颗粒的载体以提供电刺激位点，刺激生物电从近端传至远端和促进再生信号传导。虽然从细胞水平来看，取向结构-电信号双重刺激可以促进细胞增殖和迁移，然而对于严重的周围神经损伤，雪旺细胞短期内无法快速增殖或迁移至修复缺损部位，使得功能化的神经导管无法在细胞水平发挥作用。

细胞作为组织工程三大要素之一，能进一步发挥仿生移植物的效能。间充质干细胞具有较强的扩增和分化能力，在体外特定的诱导培养条件下可以向雪旺细胞方向分化。脂肪间充质干细胞是临床上常用于干细胞移植的种子细胞，不仅具有增殖和多向分化能力，既能弥补雪旺细胞的空缺，又能避免异体移植产生的免疫排斥，具有很高的临床转化潜力。但在设计方面，脂肪干细胞、导电材料与取向结构的神经导管的多元结合是一个巨大难题。

目前的组织工程神经支架材料虽可做到取向性拓扑结构和提供持续有效的电信号刺激，诱导雪旺细胞生长、迁移和排列，然而长段周围神经损伤中，雪旺细胞再生修复能力低下，材料-细胞界面作用不明显，无法实现神经组织结构重塑。目前神经导管的研究主要集中于单独应用导电纳米颗粒或者纤维的拓扑结构，将二者同干细胞移植结合的研究更是少之又少。较好的导电性能和体内移植后细胞的活性较难两全。

因此，亟需一种能在保证生物安全性的前提下，将拓扑结构和导电纳米颗粒结合，构建双重仿生的周围神经微环境，并通过负载脂肪干细胞来达到多角度仿生的效果的神经导管。

发明内容