[发明专利]一种导电型组织工程支架及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种导电型组织工程支架，支架由生物相容性材料制成，其内部取向性设有导电纤维或由导电纤维构成的网络，所述导电纤维由聚吡咯导电外壳和丝素蛋白内芯组成。本发明所述支架稳定性好，力学性能优越，电活性维持长久，能够实现定向导电，电刺激能促进神经细胞的生长与分化，定向的纤维排列结构能够定向引导神经轴突生长，促进神经再生。

技术领域

本发明属于生物医学材料领域，具体涉及一种导电型组织工程支架及其制备方法和应用。

背景技术

周围神经损伤是临床上常见的一个问题，常导致永久性残疾。周围神经损伤典型的症状是感觉和运动功能缺陷，可能会导致患者完全瘫痪或顽固性神经性疼痛。与中枢神经系统中的神经不同的是，周围神经能够在一定程度上自发再生。目前，自体神经移植仍然是“金标准”，但是由于二次手术、有限的可用性、尺寸不匹配等缺点限制了自体神经移植的广泛应用。因此神经组织工程是一个很有前途的方法，制备一种能够代替自体神经移植的生物神经导管移植物的研究十分有价值，仍然是一项具有挑战性的任务。理想生物材料支架应具备以下条件：良好生物相容性、高孔隙率、较高的机械强度、可塑性和生物可降解性等优良特性。

为了提高神经组织工程材料和人工神经修复材料的医学应用价值，人们对使用导电高分子材料制备组织工程神经移植物进行了研究。导电高分子材料的表面特性,电荷浓度和可浸润性，可在电势存在下发生可逆变化这些特性赋予导电高分子材料在生物应用领域独特的优势。最近研究表明，生物材料不仅为组织和器官再生提供机械和三维结构的支撑，而且其自身的一些性能和因素还可以调控组织和器官的再生，尤其是材料的表面性能。生物材料的表面性能可以调控细胞的生长分化，所以制备具有精细三维结构的生物支架是目前治疗神经缺损最有希望的方法之一。

目前导电型组织工程材料及支架主要有三种类型：

(1)将生物相容性材料与导电高分子材料复合后制备组织工程材料。例如CN201610549724.0公开了一种丝胶导电水凝胶，其由丝胶蛋白交联而成，所述丝胶导电水凝胶中包含0.0125-0.0833g/mL的丝胶蛋白和0.01-0.1mg/mL的碳纳米微管。CN200810071141.7公开了具生物活性水凝胶-导电聚合物纳米复合材料，为乙二醇-羟基酸嵌段共聚物与聚吡咯或聚苯胺的复合材料。CN201510532212.9公开了一种导电高分子纳米神经导管材料的制备方法，将PLA的氯仿溶液与Ppy与十二烷基硫酸钠、甲醇与水的混合溶液混合，再加入氧化铁溶液，氧化聚合后得到氧化聚合物；将所述的氧化聚合物漂洗后沉淀，溶解并静电纺丝，得到导电高分子纳米神经导管材料。《取向性生物导电型材料的制备及对神经再生的影响》(交通医学2017年第31卷第1期)将再生丝素蛋白溶液与石墨烯混合制成石墨烯复合膜将丝素膜置于两层石墨烯膜之间，各膜之间的空隙用生物胶水进行粘贴可得两层的取向性石墨烯复合膜。以石墨烯取向性材料作为基质，表面用静电纺纯丝素处理，可形成在衬底纳米纤维表面下具有取向性的结构。还可以以再生丝素蛋白溶液加入明胶和胶原以增强其黏度和韧性，再加入石墨烯粉末，混合后采用3D打印技术制得取向性复合材料。上述方法，生物相容性材料与导电高分子材料混合后存在取向性以及尺寸大小难以控制，所制得的导电复合材料，稳定性差，导电率低问题。