[发明专利]有定向微孔结构的抗菌导电复合神经导管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有定向微孔结构的抗菌导电复合神经导管及其制备方法，1)制备季铵盐壳聚糖、丝素蛋白溶液、氧化石墨烯分散液；2)将季铵盐壳聚糖、丝素蛋白溶液、氧化石墨烯分散液搅拌混合均匀，加入交联剂进行化学交联，搅拌至接近成胶时转移至特定模具中，利用定向冷冻技术对模具进行定向冷冻，根据物理交联方法进行物理交联，经真空冷冻干燥处理后即得所需的神经导管。本发明方法工艺简单，原料易得，易实现工业化生产，且制备出的化学物理双交联人工神经导管具有优异的力学性能及导电、抗菌、抗炎的多功能性，定向微孔结构也有利于引导神经定向生长，加快周围神经修复再生速度。

技术领域

本发明涉及生物医用材料的技术领域，尤其是指一种有定向微孔结构的抗菌导电复合神经导管及其制备方法。

背景技术

周围神经在人体内分布广泛，损伤形成原因多样，故周围神经损伤在临床上较为常见。周围神经受损后自发再生缓慢，临床上长距离的神经缺损只能使用自体神经移植进行修复，而人工神经导管法是一种理想的替代自体神经移植的方法，通过包裹或缠绕受损神经，为受损神经建立修复桥梁，给予轴突生长引导，使成纤维细胞和雪旺细胞在支架上迁移、增殖，生成新生血管，使再生轴突再髓鞘化并与相应的靶器官重建突触联系，同时为愈合神经建立环境保护屏障，与自体神经移植等方法相比，能解决取材来源有限，取材时会对供区部位造成二次伤害，易引发供区并发症，移植后易与周围结缔组织粘连，长距离神经缺损因移植后血液供给有限，雪旺细胞发生坏死造成修复效果不佳等问题，具有更良好的应用前景。

随着组织工程学和生物医用材料的不断发展，人工神经导管已成为周围神经损伤修复的重要新途径，其治疗效果随着导管材料的复合升级、导管结构的改进、生物活性物质的负载而不断提高。为满足现有临床治疗的需求，解决人工神经导管材料、结构、功能单一的问题，急需一款具有3D拓扑结构的、多功能的、可降解的、有活性的、机械性能优的人工神经导管产品的出现，以实现较长距离的神经缺损修复，提高患者的生活质量。

合格的人工神经导管应具有以下性能：1、合适的生物降解速度；2、良好的生物相容性及无毒性；3、良好的渗透性，允许营养物质的进入及代谢废物的及时排出；4、合适的力学性能；5、具有促进神经修复的功能。在此基础上，还可以引入3D拓扑结构、掺入导电材料、抗菌材料、负载活性多功能纳米粒子，以提供更优的神经的再生微环境，促进神经的再生和功能的恢复。

丝素蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含有18种氨基酸，其氨基、羧基、羟基等生物活性功能基团能为细胞提供黏附位点，促进细胞黏附和增殖。此外，丝素蛋白在力学模量、断裂强力和伸长率之间存在良好的平衡性，且具有高生物相容性、低免疫原性、良好的生物降解性和足够的机械强度，同时，已有文献证明丝素蛋白能促进雪旺细胞的黏附与增殖和神经组织的再生修复，故丝素蛋白是适用于人工神经导管的极佳材料。

季铵盐改性壳聚糖是对壳聚糖的氨基进行季铵化改性的产物，季铵化引入了大量正电荷，使其水溶性和抗菌性明显增强，同时也保留了与壳聚糖相似的生物降解性、细胞亲和性、吸湿性、保湿型、通透性和稳定性，比壳聚糖具有更广泛的应用范围。

氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其具有优良的导电性、高导热性、较强的机械强度、极端的化学稳定性和良好的生物相容性，已有文献证明氧化石墨烯能调节巨噬细胞的表型产生抗炎作用、促进伤口愈合与血运重建。此外，这类导电材料对神经细胞有良好的刺激作用，能促进神经细胞的增殖和分化、促进雪旺细胞分泌髓磷脂、促进轴突延伸。

发明内容

本发明的目的在于克服现有人工神经导管的缺点与不足，提出了一种有定向微孔结构的抗菌导电复合神经导管及其制备方法，该方法制备的神经导管具有定向微孔的管状结构，能引导轴突定向生长，为神经修复提供更优的拓扑结构；同时具有良好的抗菌性、导电性、抗炎性、可降解性和生物相容性，可促进神经的修复再生；且采用物理、化学双交联技术制备的神经导管拥有优良的力学性能，满足临床治疗的需求，也更符合长距离神经缺损的修复要求。