[发明专利]一种多响应性神经支架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种多响应性神经支架材料及其制备方法与应用，属于材料技术领域，制备方法包括：(1)向羟基化纤维素纳米晶须中加入磺化试剂，反应得到磺酸化‑羟基化纤维素纳米晶须；(2)向酸酐类化合物溶液中加入交联剂、氨基类苯硼酸和甲基丙烯酸酰化明胶，反应得到苯硼酸‑甲基丙烯酸酰化明胶；(3)磺酸化‑羟基化纤维素纳米晶须和苯硼酸‑甲基丙烯酸酰化明胶，在光引发剂作用下，于光照条件下反应，经定向冷冻得到神经支架材料；(4)神经支架材料搭载邻苯二酚类化合物，得到多响应性神经支架材料，多响应性神经支架材料中苯硼酸结构与邻苯二酚类化合物结合形成硼酸酯键，可响应葡萄糖、pH和H₂O₂，达到缓慢释放药物的目的。

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种多响应性神经支架材料及其制备方法与应用。

背景技术

越来越多的患者因神经退行性疾病、创伤性脑损伤以及脊髓和外周疾病罹患不可逆的神经损伤，为解决这一难题，需要研究出一种可靠的神经修复治疗方案。解决神经修复问题的关键是组织缺失以及组织再生能力低，限制了神经损伤后功能的修复。中枢神经系统受损后，会抑制生理再生过程，阻碍功能恢复并促进疤痕组织的形成。

目前，治疗创伤型神经损伤的支架材料很少关注脱髓鞘现象对神经修复的影响。传统神经组织工程技术的研究并不完善，仍具许多局限：(1)神经导管在制备的时候通过物理包封搭载药物，或无生化诱导，导致神经恢复不佳；(2)神经导管大多只提供物理通道，且轴突后续恢复并不能达到有序分布，影响神经系统功能的恢复；(3)多数神经导管只着重关注神经元的恢复，忽视了髓鞘在神经恢复过程中的重要作用。同时，市面需要对安全性更高的支架材料，一些合成生物材料生物降解性差，且可能会产生有毒生物降解副产物，继而导致人体炎症等不良反应。以来源更广泛的明胶和纤维素纳米晶须为原料制备的神经支架材料对人体几乎没有危害，经济效益高，在生物医用材料领域开发前景广阔。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中神经支架材料功能性不足、材料生物降解性差和无法提供有序通道等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多响应性神经支架材料及其制备方法与应用，本发明以可光交联的甲基丙烯酸酰化明胶为原料，通过接枝氨基苯硼酸获得可光交联、可响应性释放药物功能的苯硼酸-甲基丙烯酸酰化明胶(GMPB)；以表面具有大量羟基的纤维素纳米晶须为原材料，在磺化试剂的作用下合成磺酸化-聚甘油化纤维素纳米晶须(SHC)。通过定向冷冻的方法制备了磺酸化-聚甘油化纤维素纳米晶须/苯硼酸-甲基丙烯酸酰化明胶(SHC/GMPB)神经支架(SH-GB)，并搭载邻苯二酚类化合物，得到多响应性神经支架材料。

本发明的第一个目的是提供一种多响应性神经支架材料的制备方法，包括以下步骤，

(1)向羟基化纤维素纳米晶须中加入磺化试剂，反应12-24h后，离心加水重悬，透析、冻干得到磺酸化-羟基化纤维素纳米晶须；

(2)向酸酐类化合物溶液中加入交联剂、氨基类苯硼酸和甲基丙烯酸酰化明胶，反应10-24h，透析、冻干得到苯硼酸-甲基丙烯酸酰化明胶；所述氨基类苯硼酸为含有苯环、硼酸基和氨基的化合物；

(3)步骤(1)所述的磺酸化-羟基化纤维素纳米晶须和步骤(2)所述的苯硼酸-甲基丙烯酸酰化明胶，在光引发剂作用下，于光照条件下发生光交联反应，经定向冷冻得到神经支架材料；

(4)步骤(3)所述的神经支架材料搭载邻苯二酚类化合物，得到所述多响应性神经支架材料。

在本发明的一个实施例中，在步骤(1)中，所述羟基化纤维素纳米晶须的制备方法具体包括以下步骤：

S1、将纤维素纳米晶须溶于水，进行TEMPO氧化法反应，透析、冻干得到羧基化纤维素纳米晶须；