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CN106693071B - 一种可生物降解的医用神经修复导管及其制备方法 - Google Patents

一种可生物降解的医用神经修复导管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可生物降解的医用神经修复导管及其制备方法，涉及医用领域，包括导管本体，所述导管本体包括内管和外管，所述外管和内管之间设有纤维膜层，所述纤维膜层由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，所述外管的内径为0.5‑1.5毫米，外管的壁厚为0.01‑0.05毫米，所述内管的内径为0.2‑1.2毫米，内管的壁厚为0.1‑0.3毫米，纤维膜层的壁厚为0.1‑0.5毫米，所述内管的外壁上设有若干透气孔，所述外管由多孔材料制成，所述多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成，此发明，既能保证医用神经修复导管具有良好的透气性，又能保证医用神经修复导管的强度，能够满足临床实际要求，且本发明采用的制备方法，简单合理，省时省力、节能环保，同时能够保证终端导管的质量。

Description

一种可生物降解的医用神经修复导管及其制备方法
技术领域
本发明涉及医用领域，特别涉及一种可生物降解的医用神经修复导管及其制备方法。
背景技术
可生物降解医用神经修复导管具有良好的生物降解性以及优异的生物相容性，能够在体内降解为小分子化合物并被机体代谢、吸收或排泄，在用于植入型医疗装置、药物缓控释体系以及组织工程支架等临床应用时，无须二次手术，可减轻病人痛苦，简化手术程序，具有提高治疗效果、延长病人生命并提高病人生存质量等作用。因此，可生物降解医用神经修复导管在生物医药领域获得了越来越广泛的应用，并且有力地推进了生物医药和临床医学的发展。
但是，在医药领域的实际应用过程中，临床需求对可生物降解医用神经修复导管的规格、微观形态的均一化程度以及尺寸的精密度要求极高，否则将直接影响到实际临床效果，给使用者带来极大的副作用甚至生命危险。
现有技术中的医用神经修复导管，往往存在着透气性差，强度差等问题，在很大程度上难以将可生物降解聚合物加工成为能够满足临床实际要求的管材。
除此，对可生物降解材料的加工技术有着很高的要求，在形成终端产品之前，必须严格控制可生物降解高分子的加工工艺过程及工艺参数，确保管材几何尺寸的高精密化和材料微观形态的高均匀化。目前，加工聚合物管材常用的方法有挤出、注射、模压、气体辅助注射等成型方法。在上述加工方法中，必须采用加热、加压、剪切以及加入溶剂或者添加剂等工艺以实现加工的顺利实施，一旦在可生物降解聚合物的加工过程中实施加上述工艺，势必会使可生物降解聚合物发生物理化学变化，如热降解、剪切变稀、热水解反应、链转移等副反应，破坏可生物降解聚合物的初始结构、降低其初始分子量并扩大分子量分布系数，进而对聚合物的物理和/或化学性能产生一些负面影响，难以保证终端导管的质量。
如中国申请号为200310101675.7公开了一种外周神经修复用的导管材料，该导管材料以壳聚糖、多聚赖氨酸为原料，通过旋转蒸发方法制备，该方法制备的导管材料具有良好的生物相容性，然而，其使用的亲水性原材料，在使用过程中易吸水溶胀，造成导管内径狭窄压迫神经。
又如中国申请号为201010595866.3提供了一种取向纳米纤维仿生神经导管及其制作方法，通过同轴静电纺丝制备出取向纳米纤维膜层，然后卷曲制成神经导管，这种方式制备的神经导管在微观结构上充分考虑了对神经的引导功能，然而通过先制膜后卷管的方式制备的神经导管层与层之间空隙较大，将大大降低导管整体的机械强度，且容易造成管壁塌陷，阻碍神经再生。
再如，中国申请号为200410009259.9提供了一种神经组织工程管状支架及其制备方法，该方法首先制备内径为1-5mm半渗透性壳聚糖中空管，然后在管中灌入壳聚糖、胶原或明胶等生物大分子溶液，利用专用模具及冷冻干燥技术，制备具有7-50个轴向通道的可用于神经损伤修复的管状支架，该方法的不足之处在于，神经导管内部的微细结构是杂乱无章的，对神经再生过程中对神经修复的定向引导作用有限，且由于该管状支架所使用的原料均为亲水性生物大分子物质，使其在使用过程中，吸收体液发生溶胀变形，从而导致管状支架的内径缩小，压迫神经，对神经再生不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可生物降解的医用神经修复导管及其制备方法，以解决现有技术中导致的医用神经修复导管，往往存在着透气性差，强度差等问题，在很大程度上难以将可生物降解聚合物加工成为能够满足临床实际要求的管材，以及制备工艺复杂，难以保证终端导管的质量等上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种可生物降解的医用神经修复导管，包括导管本体，所述导管本体包括内管和外管，所述外管和内管之间设有纤维膜层，所述纤维膜层由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，所述外管的内径为0.5-1.5毫米，外管的壁厚为0.01-0.05毫米，所述内管的内径为0.2-1.2毫米，内管的壁厚为0.1-0.3毫米，纤维膜层的壁厚为0.1-0.5毫米，所述内管的外壁上设有若干透气孔，所述外管由多孔材料制成，所述多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成。
优选的，所述内管由壳聚糖、胶原蛋白、卵磷脂和甲壳素组成。
优选的，所述内管的原料组成，按以下重量份计为：壳聚糖40-60份、胶原蛋白10-20份、卵磷脂6-10份、甲壳素2-8份。
优选的，所述聚乙丙交酯是由70-90重量％的乳酸和10-30重量％的羟基乙酸组成。
一种可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,包括以下步骤：
(1)制备内管：将具有管状模腔的模具置于反应器内，将内管的原料投入到反应器内，并密闭反应器；在40-100℃条件下，反应48-72h，冷却、脱模即可得到内管；
(2)将内管套装在静电纺丝收集棒上，并将内管的外壁针扎若干个透气孔；
(3)纤维膜层制备，使用六氟异丙醇溶解纯丝素蛋白膜和聚乳酸，得到混合纺丝溶液，再通过静电纺丝工艺，制备而成纤维膜层；
(4)将纤维膜层卷绕在内管的外壁上，得到附有纤维膜层的内管；
(5)采用静电纺丝工艺，在静电纺丝收集棒上的附有纤维膜层的内管的外表面覆盖多孔材料，即得到内管与外管的复合体，再将该复合体置于亲水性生物高分子溶液中浸泡处理6-10小时，再在-15--90℃的条件下冷冻，经冷冻干燥处理后、脱模即可得到导管本体。
优选的，所述步骤(3)和步骤(5)中静电纺丝的工艺参数均为：电压30千伏，极距12-16厘米。
优选的，所述亲水性生物高分子溶液中亲水性生物高分子材料的质量百分比为10-20％。
采用本发明的有益效果：本发明制备的可生物降解的医用神经修复导管，与现有技术相比具有以下优点：
(1)纤维膜层将内管和外管更好的结合起来，弹性好，强度好，且采用生物相容性良好的可生物降解材料制备，植入体内后可避免或消除炎症等副作用的发生，能够满足生物医药的要求，且可被机体吸收或排泄，无需二次手术取出。
(2)纤维膜层由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，丝素蛋白纤维在自然条件下可以降解，降解最终产物为氨基酸，对人体无害，聚乳酸纤维的生物相容性好，还具有一定的耐菌性，将二者结合起来，相比现有技术中的没有添加纤维膜层的神经导管具有很好的相容性和耐菌性，安全性高，无副作用，此外，令人惊奇的是不具有粘附作用的丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维制成的纤维膜层能够将由壳聚糖、胶原蛋白、卵磷脂和甲壳素制成的内管与由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素制成的外管结合起来，极大提高了内管和外管之间的结合强度。
(3)外管由多孔材料制成，多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成，聚乙丙交酯可以根据组分中乳酸和羟基乙酸的比例，调节降解速度；丝素可以促进和引导再生轴突通过，为神经再生提供适宜的低阻力通道和再生微环境，修复效果好；亚甲基碳酸酯具有很好的弹性，强度大，将其三者组合在一起，获得的外层，具有较好的弹性，且强度大，修复效果好。
(4)内管的外壁上设有若干透气孔，纤维膜层将内管和外管更好的结合起来，通过各种组分之间协同作用，使得本发明既能保证医用神经修复导管具有良好的透气性，又能保证医用神经修复导管的强度，能够满足临床实际要求。
(5)本发明采用的制备方法，简单合理，省时省力、节能环保，同时能够保证终端导管的质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中，1-导管本体，11-内管，111-透气孔，12-外管，13-纤维膜层。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1：
结构图1出示本发明的具体实施方式：一种可生物降解的医用神经修复导管，包括导管本体1，所述导管本体1包括内管11和外管12，所述外管12和内管11之间设有纤维膜层13，纤维膜层13由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，所述外管12的内径为0.5毫米，外管12的壁厚为0.05毫米，所述内管11的内径为0.2毫米，内管11的壁厚为0.1毫米，纤维膜层的壁厚为0.2毫米，所述内管11的外壁上设有若干透气孔111，所述外管12由多孔材料制成，所述多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成。
本实施例中，所述内管11由壳聚糖、胶原蛋白、卵磷脂和甲壳素组成。
本实施例中，所述内管11的原料组成，按以下重量份计为：壳聚糖40份、胶原蛋白20份、卵磷脂6份、甲壳素8份。
本实施例中，所述聚乙丙交酯是由90重量％的乳酸和10重量％的羟基
乙酸组成。
一种可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,包括以下步骤：
(1)制备内管11：将具有管状模腔的模具置于反应器内，将内管11的原料投入到反应器内，并密闭反应器；在40℃条件下，反应72h，冷却、脱模即可得到内管11；
(2)将内管11套装在静电纺丝收集棒上，并将内管11的外壁针扎若干个透气孔111；
(3)纤维膜层13制备，使用六氟异丙醇溶解纯丝素蛋白膜和聚乳酸，得到混合纺丝溶液，再通过静电纺丝工艺，制备而成纤维膜层13；
(4)将纤维膜层13卷绕在内管11的外壁上，得到附有纤维膜层13的内管11；
(5)采用静电纺丝工艺，在静电纺丝收集棒上的附有纤维膜层13的内管11的外表面覆盖多孔材料，即得到内管11与外管12的复合体，再将该复合体置于亲水性生物高分子溶液中浸泡处理6小时，再在-90℃的条件下冷冻，经冷冻干燥处理后、脱模即可得到导管本体1。
本实施例中，所述步骤(3)和步骤(5)中静电纺丝的工艺参数均为：电压30千伏，极距12厘米。
本实施例中，所述亲水性生物高分子溶液中亲水性生物高分子材料的质量百分比为10％。
实施例2：
结构图1出示本发明的具体实施方式：一种可生物降解的医用神经修复导管，包括导管本体1，所述导管本体1包括内管11和外管12，所述外管12和内管11之间设有纤维膜层13，纤维膜层13由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，所述外管12的内径为1.5毫米，外管12的壁厚为0.01毫米，所述内管11的内径为1.2毫米，内管11的壁厚为0.2毫米，纤维膜层的壁厚为0.1毫米，所述内管11的外壁上设有若干透气孔111，所述外管12由多孔材料制成，所述多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成。
本实施例中，所述内管11由壳聚糖、胶原蛋白、卵磷脂和甲壳素组成。
本实施例中，所述内管11的原料组成，按以下重量份计为：壳聚糖60份、胶原蛋白10份、卵磷脂10份、甲壳素2份。
本实施例中，所述聚乙丙交酯是由70重量％的乳酸和30重量％的羟基乙酸组成。
一种可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,包括以下步骤：
(1)制备内管11：将具有管状模腔的模具置于反应器内，将内管11的原料投入到反应器内，并密闭反应器；在100℃条件下，反应48h，冷却、脱模即可得到内管11；
(2)将内管11套装在静电纺丝收集棒上，并将内管11的外壁针扎若干个透气孔111；
(3)纤维膜层13制备，使用六氟异丙醇溶解纯丝素蛋白膜和聚乳酸，得到混合纺丝溶液，再通过静电纺丝工艺，制备而成纤维膜层13；
(4)将纤维膜层13卷绕在内管11的外壁上，得到附有纤维膜层13的内管11；
(5)采用静电纺丝工艺，在静电纺丝收集棒上的附有纤维膜层13的内管11的外表面覆盖多孔材料，即得到内管11与外管12的复合体，再将该复合体置于亲水性生物高分子溶液中浸泡处理10小时，再在-15℃的条件下冷冻，经冷冻干燥处理后、脱模即可得到导管本体1。
本实施例中，所述步骤(3)和步骤(5)中静电纺丝的工艺参数均为：电压30千伏，极距16厘米。
本实施例中，所述亲水性生物高分子溶液中亲水性生物高分子材料的质量百分比为20％。
实施例3：
结构图1出示本发明的具体实施方式：一种可生物降解的医用神经修复导管，包括导管本体1，所述导管本体1包括内管11和外管12，所述外管12和内管11之间设有纤维膜层13，纤维膜层13由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，所述外管12的内径为1毫米，外管12的壁厚为0.02毫米，所述内管11的内径为0.2毫米，内管11的壁厚为0.3毫米，纤维膜层的壁厚为0.5毫米，所述内管11的外壁上设有若干透气孔111，所述外管12由多孔材料制成，所述多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成。
本实施例中，所述内管11由壳聚糖、胶原蛋白、卵磷脂和甲壳素组成。
本实施例中，所述内管11的原料组成，按以下重量份计为：壳聚糖50份、胶原蛋白15份、卵磷脂8份、甲壳素5份。
本实施例中，所述聚乙丙交酯是由80重量％的乳酸和20重量％的羟基乙酸组成。
一种可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,包括以下步骤：
(1)制备内管11：将具有管状模腔的模具置于反应器内，将内管11的原料投入到反应器内，并密闭反应器；在70℃条件下，反应60h，冷却、脱模即可得到内管11；
(2)将内管11套装在静电纺丝收集棒上，并将内管11的外壁针扎若干个透气孔111；
(3)纤维膜层13制备，使用六氟异丙醇溶解纯丝素蛋白膜和聚乳酸，得到混合纺丝溶液，再通过静电纺丝工艺，制备而成纤维膜层13；
(4)将纤维膜层13卷绕在内管11的外壁上，得到附有纤维膜层13的内管11；
(5)采用静电纺丝工艺，在静电纺丝收集棒上的附有纤维膜层13的内管11的外表面覆盖多孔材料，即得到内管11与外管12的复合体，再将该复合体置于亲水性生物高分子溶液中浸泡处理8小时，再在-52℃的条件下冷冻，经冷冻干燥处理后、脱模即可得到导管本体1。
本实施例中，所述步骤(3)和步骤(5)中静电纺丝的工艺参数均为：电压30千伏，极距14厘米。
本实施例中，所述亲水性生物高分子溶液中亲水性生物高分子材料的质量百分比为15％。
实施例4：
结构图1出示本发明的具体实施方式：结构图1出示本发明的具体实施方式：一种可生物降解的医用神经修复导管，包括导管本体1，所述导管本体1包括内管11和外管12组成，所述外管12和内管11之间设有纤维膜层13，纤维膜层13由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，所述外管12的内径为1.2毫米，外管12的壁厚为0.03毫米，所述内管11的内径为0.7毫米，内管11的壁厚为0.3毫米，纤维膜层的壁厚为0.2毫米，所述内管11的外壁上设有若干透气孔111，所述外管12由多孔材料制成，所述多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成。
本实施例中，所述内管11由壳聚糖、胶原蛋白、卵磷脂和甲壳素组成。
本实施例中，所述内管11的原料组成，按以下重量份计为：壳聚糖45份、胶原蛋白18份、卵磷脂7份、甲壳素4份。
本实施例中，所述聚乙丙交酯是由72重量％的乳酸和28重量％的羟基乙酸组成。
一种可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,包括以下步骤：
(1)制备内管11：将具有管状模腔的模具置于反应器内，将内管11的原料投入到反应器内，并密闭反应器；在90℃条件下，反应50h，冷却、脱模即可得到内管11；
(2)将内管11套装在静电纺丝收集棒上，并将内管11的外壁针扎若干个透气孔111；
(3)纤维膜层13制备，使用六氟异丙醇溶解纯丝素蛋白膜和聚乳酸，得到混合纺丝溶液，再通过静电纺丝工艺，制备而成纤维膜层13；
(4)将纤维膜层13卷绕在内管11的外壁上，得到附有纤维膜层13的内管11；
(5)采用静电纺丝工艺，在静电纺丝收集棒上的附有纤维膜层13的内管11的外表面覆盖多孔材料，即得到内管11与外管12的复合体，再将该复合体置于亲水性生物高分子溶液中浸泡处理9小时，再在-70℃的条件下冷冻，经冷冻干燥处理后、脱模即可得到导管本体1。
本实施例中，所述步骤(3)和步骤(5)中静电纺丝的工艺参数均为：电压30千伏，极距13厘米。
本实施例中，所述亲水性生物高分子溶液中亲水性生物高分子材料的质量百分比为18％。
基于上述，本发明制备的可生物降解的医用神经修复导管，包括内管和外管，外管和内管之间设有纤维膜层，纤维膜层由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，丝素蛋白纤维在自然条件下可以降解，降解最终产物为氨基酸，对人体无害，聚乳酸纤维的生物相容性好，还具有一定的耐菌性，将二者结合起来，相比现有技术中的没有添加纤维膜层的神经导管具有很好的相容性和耐菌性，安全性高，无副作用；纤维膜层作为内管与外管的连接纽带，具备良好的塑形性及适宜的机械性能强度，可以将内管和外管很好的连接在一起，结构稳定，其中内管上针扎若干透气孔，外管采用多孔材料制成，多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成，三亚甲基碳酸酯具有很好的弹性，强度大，聚乙丙交酯可以根据组分中乳酸和羟基乙酸的比例，调节降解速度，丝素作为多孔材料，可以促进和引导再生轴突通过，为神经再生提供适宜的低阻力通道和再生微环境，修复效果好，将其三者组合在一起协同作用，使得外管具有多孔的特征，这样既能保证医用神经修复导管具有良好的透气性，又能保证医用神经修复导管的强度，能够满足临床实际要求，远比现有技术中神经修复导管的强度和修复效果好，现有技术中的神经修复导管，虽然可以满足基本要求，但是外层中不含有丝素，修复效果相对较差，且本发明采用生物相容性良好的可生物降解材料制备，植入体内后可避免或消除炎症等副作用的发生，能够满足生物医药的要求，且可被机体吸收或排泄，无需二次手术取出，另外，本发明采用的制备方法，简单合理，省时省力、节能环保，同时能够保证终端导管的质量。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可生物降解的医用神经修复导管，其特征在于：包括导管本体，所述导管本体包括内管和外管，所述外管和内管之间设有纤维膜层，所述纤维膜层由丝素蛋白纤维和聚乳酸纤维混合制成，所述外管的内径为0.5-1.5毫米，外管的壁厚为0.01-0.05毫米，所述内管的内径为0.2-1.2毫米，内管的壁厚为0.1-0.3毫米，纤维膜层的壁厚为0.1-0.5毫米，所述内管的外壁上设有若干透气孔，所述外管由多孔材料制成，所述多孔材料由三亚甲基碳酸酯、聚乙丙交酯和丝素组成；
所述内管由壳聚糖、胶原蛋白、卵磷脂和甲壳素组成。
2.根据权利要求1所述的可生物降解的医用神经修复导管，其特征在于：所述内管的原料组成，按以下重量份计为：壳聚糖40-60份、胶原蛋白10-20份、卵磷脂6-10份、甲壳素2-8份。
3.根据权利要求1所述的可生物降解的医用神经修复导管，其特征在于：所述聚乙丙交酯是由70-90重量％的乳酸和10-30重量％的羟基乙酸组成。
4.一种由权利要求1-3任意一项所述的可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备内管：将具有管状模腔的模具置于反应器内，将内管的原料投入反应器内，并密闭反应器；在40-100℃条件下，反应48-72h，冷却、脱模即可得到内管；
(2)将步骤(1)中制备的内管套装在静电纺丝收集棒上，并将内管的外壁针扎若干个透气孔；
(3)纤维膜层制备：使用六氟异丙醇溶解纯丝素蛋白膜和聚乳酸，得到混合纺丝溶液，再通过静电纺丝工艺，制备而成纤维膜层；
(4)将纤维膜层卷绕在内管的外壁上，得到附有纤维膜层的内管；
(5)采用静电纺丝工艺，在静电纺丝收集棒上的附有纤维膜层的内管的外表面覆盖多孔材料，即得到内管与外管的复合体，再将该复合体置于亲水性生物高分子溶液中浸泡处理6-10小时，再在-15--90℃的条件下冷冻，经冷冻干燥处理后、脱模即可得到导管本体。
5.根据权利要求4所述的可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,其特征在于：所述步骤(3)和步骤(5)中静电纺丝的工艺参数均为：电压30千伏，极距12-16厘米。
6.根据权利要求4所述的可生物降解的医用神经修复导管的制备方法,其特征在于：所述亲水性生物高分子溶液中亲水性生物高分子材料的质量百分比为10-20％。
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