專利名稱：細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬神經(jīng)導(dǎo)管的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，對神經(jīng)導(dǎo)管的研究有很多，使用的材料和導(dǎo)管的制作方法也是各種各樣。用于構(gòu)建神經(jīng)導(dǎo)管的材料可分為兩大類(l)天然生物活性材料。如血管、膜管、變性肌肉等，這些材料雖具與機(jī)體極好的相容性，但在缺血后存在管壁塌陷、再生不良、瘢痕組織增生及粘連等問題。(2)高分子材料。其中又可分為不可吸收的高分子材料(如尼龍、硅膠管、聚氨酯等)和可降解吸收的高分子材料[如聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乙交酯-丙交酯(PLGA)等]。前者由于在體內(nèi)不被降解和吸收，必須二次手術(shù)取出?？山到馕盏母叻肿硬牧蟻碓磸V泛，加工方便，可準(zhǔn)確控制規(guī)格和降解時(shí)間，適于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，在神經(jīng)再生完成后神經(jīng)導(dǎo)管材料在體內(nèi)降解吸收，不需二次取出，在橋接周圍神經(jīng)短段缺損實(shí)驗(yàn)和臨床上取得與自體神經(jīng)移植相似的療效，因此具有良好的應(yīng)用前景。天然高分子甲殼素和殼聚糖導(dǎo)管是研究比較多的可吸收性神經(jīng)導(dǎo)管。但由于甲殼素類神經(jīng)經(jīng)導(dǎo)管在體內(nèi)吸收過快、脆性較高，當(dāng)管壁較薄時(shí)碎裂踏陷；如管壁制作過厚，則會延長吸收時(shí)間，對再生神經(jīng)產(chǎn)生局部壓迫作用，因此還需進(jìn)一步研究。其它報(bào)道的生物可降解天然高分子有膠原、纖維蛋白、脫水交聯(lián)明膠等。用于神經(jīng)再生導(dǎo)管的膠原主要為I型和III型膠原。膠原呈纖維狀結(jié)構(gòu)，易構(gòu)型，非常有利于細(xì)胞的粘附、增殖和分化；其本身也是ECM成份，可攜帶雪旺細(xì)胞；并能作為營養(yǎng)物再利用。但膠原的缺點(diǎn)是存在一定的抗原性，缺乏一定的機(jī)械強(qiáng)度，降解速度快。PLA、 PGA、 PLGA等合成高分子都具有良好的生物相容性，且可被人體所吸收，同時(shí)本身還對神經(jīng)再生有誘導(dǎo)作用，因此已越來越多地被應(yīng)用于構(gòu)筑神經(jīng)再生導(dǎo)管中。這些神經(jīng)再生導(dǎo)管在體內(nèi)可降解吸收，并具有半滲透性，避免了支導(dǎo)管對再生神經(jīng)慢性卡壓，不須二次手術(shù)取出，同時(shí)半滲透性有利于神經(jīng)再生過程中營養(yǎng)物質(zhì)的攝取和代謝產(chǎn)物的排出，為再生微環(huán)境提供營養(yǎng)，又不會引起機(jī)體的炎性反應(yīng)和免疫反應(yīng)。但這些材料在降解和吸收速度等方面還存在著種種問題.例如，PGA產(chǎn)生組織炎性反應(yīng)較重，而PLA的代謝產(chǎn)物乳酸對神經(jīng)再生微環(huán)境有副作用，易使NGF失活，與天然高分子相比有自身的缺點(diǎn)。
細(xì)菌纖維素是一種采用發(fā)酵法制備的纖維素，具有高結(jié)晶度(可達(dá)95% )和非常一致的分子取向，并且以單一纖維形式存在，純度極高；具有高楊氏模量、高抗張強(qiáng)度和極佳的形狀狀維持能力，抗撕能力比聚乙烯膜膜和聚氯乙烯膜要強(qiáng)5倍；具有良好的生物相容性、生物可降解性、生物適應(yīng)性，無過敏反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，該方法簡單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)；所得的神經(jīng)導(dǎo)管適合周圍神經(jīng)組織工程種子細(xì)胞吸附于其表面爬行生長，對神經(jīng)再生微環(huán)境無副作用，又具有合成聚合物良好的力學(xué)性能。
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本發(fā)明的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括 (1)將聚合度為600-5000的細(xì)菌纖維素溶解在無機(jī)溶劑體系、有機(jī)溶劑體系或離子液體中，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% 20%的細(xì)菌纖維素溶液，加入質(zhì)量百分比為1.0% -10%(對細(xì)菌纖維素)水溶性添加劑，經(jīng)過濾、真空脫泡得紡絲溶液； (2)將上述紡絲溶液用紡制中空纖維的噴絲頭擠出，采用濕法紡絲或干-濕法紡絲固化成型，工藝參數(shù)為空氣層高度為0-5cm，凝固浴濃度為0 30% (質(zhì)量)的無機(jī)溶劑、有機(jī)溶劑或離子液體水溶液，溫度為0 70°C ;然后在熱水中除去溶劑和水溶性添加劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，即得神經(jīng)導(dǎo)管。 所述步驟(1)中的水溶性添加劑為無機(jī)顆?；蚓酆衔铮粺o機(jī)顆粒為鈉鹽、鉀鹽、鐵鹽或鎳鹽，粒徑小于5ym，優(yōu)選粒徑0. 5ym的硝酸鉀；聚合物為淀粉、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基殼聚糖、明膠、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚氧化乙烯、聚乙烯亞胺或聚乙烯基吡咯烷酮，優(yōu)選分子量為10000的聚乙二醇。 所述步驟(1)中的溶劑為無機(jī)溶劑體系、有機(jī)溶劑體系或離子液體；無機(jī)溶劑體系為氫氧化鈉與尿素、氫氧化鋰與尿素、氫氧化鋰與硫脲、氫氧化鈉與硫脲或氫氧化鈉與肼；有機(jī)溶劑體系為N-甲-嗎啉-N-氧化物NMM(K氯化鋰與二甲乙酰胺.多聚甲醛與二甲亞砜、液氨與硫氰酸銨、四氧化二氮與二甲甲酰胺、四氧化二氮與二甲亞砜、高錳酸鉀與二甲乙酰胺、高錳酸鉀與二甲亞砜、三氟醋酸、乙吡啶化氯、乙吡啶化氯水溶液中的一種
或幾種；離子液體溶劑為1-丁基-3-甲基氯化咪唑([(:^頂]](:1)、1-丁基-3-甲基咪唑
氯鹽([81頂](]1)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([AMIM]Cl)U-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([EMM]]Ac) 、3-甲基-N-丁基氯代妣啶([C4MPYC1)、節(jié)基二甲基十四烷基氯化銨(BDTAC)、或3-甲基-N-丁基氯代妣啶([C4MPYC1)和節(jié)基二甲基十四烷基氯化銨(BDTAC)的混合物。
所述步驟(1)中的溶劑為高錳酸鉀與二甲乙酰胺溶液和氯化鋰與二甲乙酰胺溶液，添加劑為粒徑0. 5 ii m的硝酸鉀。 所述步驟(1)中的溶劑為N-甲-嗎啉-N-氧化物(NMMO)，添加劑為分子量為10000的聚乙二醇。 所述步驟(l)中的溶劑為l-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽([EMIM]]Ac)，添加劑為K30聚乙烯基吡咯烷酮。 所述步驟(2)中的噴絲頭為插入管式噴絲頭。所述步驟(2)中的神經(jīng)導(dǎo)管外徑為0. 9mm-l. 2mm，內(nèi)徑為0. 4mm-0. 7mm，微孔孔徑為0. 8-1. Oiim，孔隙率為90% -93%。
有益效果 (1)本發(fā)明的制備方法簡單，能夠批量制備不同內(nèi)徑、壁厚、長度和孔隙率的神經(jīng)導(dǎo)管； (2)本發(fā)明采用細(xì)菌纖維素作為制備神經(jīng)導(dǎo)管的材料，既具有天然高分子良好的生物相容性和生物可降解性，制得的神經(jīng)導(dǎo)管適合周圍神經(jīng)組織工程種子細(xì)胞吸附于其表面爬行生長，對神經(jīng)再生微環(huán)境無副作用，又具有合成聚合物良好的力學(xué)性能，有利于細(xì)胞粘附、遷移，并有利于攜帶神經(jīng)營養(yǎng)因子和通過材料降解、微孔尺寸和孔隙率來控制神經(jīng)營養(yǎng)因子的釋放。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。 實(shí)施例1 (1)將聚合度為2500的細(xì)菌纖維素粉碎烘干后加入高錳酸鉀與二甲乙酰胺溶液中活化lh后取出，加入氯化鋰與二甲乙酰胺溶液氯化鋰的含量為10% (質(zhì)量百分比)溶液中，在5(TC溶解制成濃度為3.0% (質(zhì)量百分比)的溶液，加入8% (對細(xì)菌纖維素)粒徑為0. 5 ii m的硝酸鉀，混合均勻，過濾，真空脫泡14h ; (2)將紡絲溶液用紡制中空纖維的插入管式噴絲頭擠出，采用濕法紡絲工藝固化成型，參數(shù)為空氣層高度Ocm，凝固浴水、溫度25°C ;然后在熱水中除去溶劑和添加劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，經(jīng)滅菌處理，即得細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管。導(dǎo)管外徑0. 9mm，內(nèi)徑0. 4mm，微孔孔徑0. 8 ii m，孔隙率90% ，長度可變。
實(shí)施例2 (1)將烘干的聚合度為1500的細(xì)菌纖維素粉體和分子量為10000的聚乙二醇((細(xì)菌纖維素/聚乙二醇=88/12)加入50% (質(zhì)量百分比)的NMMO水溶液進(jìn)行預(yù)混，得到未完全溶解的漿狀纖維素混合物懸浮液，然后再在減壓條件下蒸餾除去多余的水，使溶劑的含水率降至13%_15%，制成濃度為8% (質(zhì)量百分比)的紡絲溶液，攪拌均勻后靜置12h，過濾，真空脫泡8h ; (2)將紡絲溶液用紡制中空纖維的插入管式噴絲頭擠出，采用干濕法紡絲工藝固化成型，參數(shù)為空氣層高度3cm，凝固浴水、溫度25°C ;然后在熱水中除去溶劑和添加劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，經(jīng)滅菌處理后，即得細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管。導(dǎo)管外徑1. 2mm，內(nèi)徑0. 7mm，微孔孔徑1. 0 ii m，孔隙率93% ，長度可變。
實(shí)施例3 (1)將烘干的聚合度為3500的細(xì)菌纖維素粉體和K30聚乙烯基吡咯烷酮(細(xì)菌纖維素/聚乙烯基吡咯烷酮=90/10)加入離子液體[EMM]]Ac中，先加熱至7(TC再微波加熱4 5s，制成濃度為2.0% (質(zhì)量百分比)的紡絲溶液，攪拌均勻后靜置12h，過濾，真空脫泡10h ; (2)將紡絲溶液用紡制中空纖維的插入管式噴絲頭擠出，采用干濕法紡絲工藝固化成型，參數(shù)為采用干濕法紡絲工藝制備聚乙交酯中空纖維，參數(shù)為空氣層高度4cm，凝固浴水、溫度85°C ;然后在熱水中除去溶劑和添加劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，經(jīng)滅菌處理，即得細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管。導(dǎo)管外徑1. Omm，內(nèi)徑0. 5mm，微孔孔徑0. 9 y m，孔隙率91 % ，長度可變。
權(quán)利要求
一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括(1)將聚合度為600-5000的細(xì)菌纖維素溶解在溶劑體系、有機(jī)溶劑體系或離子液體中，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～20％的細(xì)菌纖維素溶液，加入質(zhì)量百分比為1.0％-10％的水溶性添加劑，經(jīng)過濾、真空脫泡得紡絲溶液；(2)將上述紡絲溶液用紡制中空纖維的噴絲頭擠出，采用濕法紡絲或干-濕法紡絲固化成型，工藝參數(shù)為空氣層高度為0-5cm，凝固浴質(zhì)量百分比濃度為0～30％的無機(jī)溶劑、有機(jī)溶劑或離子液體水溶液，溫度為0～70℃；然后在熱水中除去溶劑和水溶性添加劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，即得神經(jīng)導(dǎo)管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的水溶性添加劑為無機(jī)顆粒或聚合物；無機(jī)顆粒為鈉鹽、鉀鹽、鐵鹽或鎳鹽，粒徑小于5iim凍合物為淀粉、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基殼聚糖、明膠、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚氧化乙烯、聚乙烯亞胺或聚乙烯基吡咯烷酮。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的無機(jī)溶劑體系為氫氧化鈉與尿素、氫氧化鋰與尿素、氫氧化鋰與硫脲、氫氧化鈉與硫脲或氫氧化鈉與肼；有機(jī)溶劑體系為N-甲-嗎啉-N-氧化物NMMO、氯化鋰與二甲乙酰胺、多聚甲醛與二甲亞砜、液氨與硫氰酸銨、四氧化二氮與二甲甲酰胺、四氧化二氮與二甲亞砜、高錳酸鉀與二甲乙酰胺、高錳酸鉀與二甲亞砜、三氟醋酸、乙吡啶化氯、乙吡啶化氯水溶液中的一種或幾種；離子液體溶劑為1-丁基_3-甲基氯化咪唑[C4MIM]]C1、1-T基-3-甲基咪唑氯鹽[BMM]Cl、l-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽[AMM]CIU-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽[EMM]]Ac、3-甲基-N-丁基氯代吡啶[QMPYC1、節(jié)基二甲基十四烷基氯化銨BDTAC、或3-甲基-N- 丁基氯代妣啶[C4MPYC1和節(jié)基二甲基十四烷基氯化銨BDTAC的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的水溶性添加劑為粒徑O. 5iim的硝酸鉀或分子量為10000的聚乙二醇。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的溶劑為高錳酸鉀與二甲乙酰胺溶液和氯化鋰與二甲乙酰胺溶液，添加劑為粒徑0. 5iim的硝酸鉀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的溶劑為N-甲-嗎啉-N-氧化物NMMO，添加劑為分子量為10000的聚乙二醇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的溶劑為1-乙基_3-甲基咪唑醋酸鹽[EMM]]Ac，添加劑為K30聚乙烯基吡咯烷酮。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的噴絲頭為插入管式噴絲頭。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的神經(jīng)導(dǎo)管外徑為O. 9mm-l. 2mm，內(nèi)徑為O. 4mm-0. 7mm，微孔孔徑為0. 8-1. Oiim，孔隙率為90% -93%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種細(xì)菌纖維素神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括(1)將聚合度為600-5000的細(xì)菌纖維素溶解在無機(jī)溶劑體系、有機(jī)溶劑體系或離子液體中，加入水溶性添加劑，經(jīng)過濾、真空脫泡；(2)用紡制中空纖維的噴絲頭擠出，采用濕法紡絲或干-濕法紡絲固化成型；然后在熱水中除去溶劑和水溶性添加劑，烘干。本發(fā)明的制備方法簡單，能夠批量得到不同內(nèi)徑、壁厚、長度和孔隙率的神經(jīng)導(dǎo)管，所得的神經(jīng)導(dǎo)管適合周圍神經(jīng)組織工程種子細(xì)胞吸附于其表面爬行生長，對神經(jīng)再生微環(huán)境無副作用，又具有合成聚合物良好的力學(xué)性能。
文檔編號A61L29/06GK101711893SQ20091020056
公開日2010年5月26日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者楊慶, 沈新元, 許春元, 郯志清 申請人:東華大學(xué);江蘇盛豐登泰生物技術(shù)有限公司