专利名称：人工神经管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人工神经管。
当末梢神经在手术中、或者由于外伤被切断时，首先采用的是将所切断的末梢神经的断点两端进行直接吻合连接的方法。但是，多数情况下，所切断的神经不可能正确地直接吻合，而照切断时的原样放置。为此，朝末梢一侧再生的神经由于受到结合组织的阻碍，而不能到达末梢神经的断端处，成为切断端的神经肿块而停止再生。其结果常常是在手术伤口或外伤伤口治愈后，不能恢复被切断的神经的功能，留下后遗症。此外，当不能直接吻合时，也有采用从同一患者身上将其功能不太重要的末梢神经切下一部分，移植到神经切断处的方法。但是，即使采用这种方法，不仅多数情况下不能完全恢复其神经功能，而且在切下移植神经的那一部分也常出现功能低下的情况。
为此，多次尝试了采用管状的医用材料、即人工神经管连接所切断的末梢神经的断部，从神经主干的中枢侧的断部朝向末梢侧的断部再生出轴索，引导其向正确的方向延伸，从末梢神经干开始到达神经筋结合部或者末梢神经感觉受容器，由此恢复其功能。作为人工神经管，尝试采用了由硅酮、聚乙烯、聚氯乙烯等构成的非多孔性管、由延伸聚四氟乙烯、纤维素等构成的多孔性管、由聚丙烯腈或者聚砜等构成的半透明膜管、由生物体内可分解的材料的聚乙二醇酸、多乳酸或者这些的共聚物等构成的管、或者动物胶管、或者与动脉或静脉为同种由来的生物体组织管。但是，在由这些材料进行末梢神经的再生实验中，由这些材料对生物体恢复的妨碍，在此之前再生形成的神经的长度最长不过15mm。而且，再生出来的神经很细，不仅不能恢复神经正常的形态，而且多数不能恢复再生神经的功能。此外，也有报告在管中充填作为神经成长因子的NGF的例子，由于NGF早期流出并扩散掉，没有能获得良好的效果。
最近，虽然有人尝试采用在胶原管中充填覆盖了昆布氨酸以及纤维结合素的胶原纤维的人工神经管(Tong,X.,etal.Brain Research 663155-162(1994))，但在神经再生长到一定长度的期间，不能让胶原不分解而残存，没有获得良好的结果。
另一方面，一直认为脊髓一经受到损伤即不可再生。当由于外伤、肿瘤等原因引起脊髓受到损伤时，受到损伤的脊髓不会再生，损伤部位以下部分则失去功能，留下麻痹的后遗症。但是，最近开始进行证明脊髓也可以再生的动物实验，通过对老鼠的实验已经观察到以下事实，如果将脊髓锐利切断再正确缝合，可以恢复功能，脊髓损伤部也有相当的修复；如果将脊髓的一部分管状切除并在该处埋植肋间神经束，则脊髓的一部分再生，功能也部分恢复；如果将脊髓的一部分管状切除并在该处移植胎儿的脊髓，脊髓的功能和形态均可以恢复。即使在这种情况下，移植的胎儿的脊髓片只有在正确对应分别的神经突起进行移植的情况下才会再生。根据以上的知识，即使是脊髓，虽然通过正确地诱导使得与再生组织的隔板膜一致，就可得到脊髓的再生，但实际上完全没有开发脊髓再生可能的人工脊髓管。
为此，一直希望能够开发出一种人工神经管，可以在神经再生之前残存在生物体内，可以控制在生物体内的分解速度，与神经再生的同时在生物体内分解吸收，而在神经再生后，不会压迫再生的神经，引导从切断的神经断部再生出来的轴索沿着正确的方向延伸，通过促进来自生物体的毛细血管的侵入，带来早期的血流恢复，促进神经组织的再生。而且，不仅是末梢神经，也希望开发出一种连接脊髓的缺损部分、正确再生脊髓组织、促进功能恢复的人工脊髓管。
本发明涉及一种人工神经管，它包括在由生物体内分解吸收性材料构成的管11、21的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层12、13、22、23的管10、20、和在其内腔具有与该管的轴线大致平行、贯通该管的空隙32、33、41的胶原体30、40，而在该空隙中充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶。本发明还涉及制造上述人工神经管的方法，它包括制成在由生物体内分解吸收性材料构成的管11、21的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层12、13、22、23的管10、20，与该管的轴线大致平行插入胶原纤维束，进行交联处理，然后在该管内的该胶原纤维31之间的空隙32以及该胶原纤维与该管之间的空隙33充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶的方法，以及包括制成在由生物体内分解吸收性材料构成的管11、21的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层12、13、22、23的管10、20、与该管的轴线大致平行插入棒状的芯材，在该管中充填胶原溶液、进行交联处理，除去芯材，得到在其内腔中形成具有贯通该管的孔的空隙41，然后在该空隙中充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶的方法。
本发明的人工神经管是一种包括在由生物体内分解吸收性材料构成的管11、21的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层12、13、22、23的管10、20、以及在其内腔具有与该管的轴线大致平行、贯通该管的空隙32、33、41的胶原体30、40，而在该空隙中充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶的人工神经管。构成本发明的人工神经管的长度和内径根据神经的切断部分的长度和神经的粗细而有所不同，例如，在猫身上使用时，为了覆盖其坐骨神经的约25mm左右的缺损部，长度应为约28-35mm，优选30mm，内径应为约1-8mm，优选4mm。又，本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，管的长度根据切断部分的长度确定，其内径优选约2-12mm，特别优选10mm。
由构成本发明的人工神经管的生物体内分解吸收性材料形成的管，在切断的神经开始再生到切断部位再结合之间的期间(约1-3个月)，为了防止生物体细胞的侵入，有必要保持管的形状，为此，应是从不仅具有生物体内分解吸收性而且在一定期间内能在生物体内保持形状的聚乙二醇酸、多乳酸(L、DL)、乙二醇酸和乳酸的共聚物、乳酸和ε-己内脂的共聚物、聚二噁烷、以及乙二醇酸和丙撑碳酸酯的共聚物之中选出的材料所构成的网状材料，其中优选聚乙二醇酸构成的网状材料的管。此外，除了采用由聚乙二醇酸等生物体内分解吸收性材料构成的网状材料的管以外，由微细纤维化胶原构成的材料的管也能很好适用。
首先说明生物体内分解吸收性材料为由聚乙二醇酸等材料构成的网状材料，在所构成的管11的内面和外面上具有由动物胶和胶原构成的覆盖层12、13的本发明的人工神经管。由聚乙二醇酸等材料构成的网状材料所构成的管11，具有上述的内径和长度，为了在约1-3个月内保持人工神经管的管状形状，该管的膜厚优选约0.1-3mm，特别优选约0.5-2mm。当膜厚超过约3mm时，将成为生物体组织再生的障碍，而膜厚不到约0.1mm时，管的分解吸收太快，不能在神经再生结束前维持管的形状。又，本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，其膜厚优选约0.2-5mm，特别优选约0.5-3mm。
生物体内分解吸收性材料为聚乙二醇酸等材料时，为了确保疏水性的管11具有水透过性，管11作成网状。该网状管11的网孔径优选约10-300μm，特别优选约100-200μm。当网孔径不到10μm时，细胞和组织不能增殖，而超过300μm时组织进入过剩。
由聚乙二醇酸等材料形成的网状材料构成的管11，由于没有促进组织再生的作用，应在管11的内面和外面覆盖上是有组织再生促进作用的材料的动物胶和胶原所构成的覆盖层12、13，特别是除了管11的内面和外面以外，以在网孔内部表面也覆盖上覆盖层为好。覆盖层12、13的厚度，对于胶原覆盖层，优选约0.2-5mm，特别优选约0.5-3mm，对于动物胶覆盖层，优选约0.2-5mm，特别优选约0.5-3mm。作为具有组织再生促进作用的材料，可以举出有水透过性、适用于生物体上也不会引起异物反应、生物体亲和性以及组织适应性优异、具有促进组织再生的作用的胶原和动物胶。作为胶原的原料，可以使用现有的源于各种动物的胶原，优选例如源自牛、猪、兔、羊、袋鼠、鸟等动物的皮、骨、软骨、腱、内脏等，由酸、碱、酶等可溶化的Ⅰ型胶原、或者Ⅰ型和Ⅲ型的混合胶原。胶原构成的覆盖层为胶原分子分散的非结晶构造的层。动物胶构成的覆盖层可以采用日局精制的动物胶作为原料。
在本发明的人工神经管中，由生物体内分解吸收性材料构成的管11、21除了由聚乙二醇酸等材料形成的网状材料所构成的管11以外，也可以采用以有组织再生促进作用的胶原作为原料，由微细纤维化胶原形成的材料所构成的管21。以下，以微细纤维化胶原形成的材料为生物体内分解吸收性材料，以胶原构成管21的覆盖层22、23，进行说明本发明的人工神经管。
对于作为生物体内分解吸收性材料的原料使用的胶原，如上所述，可以使用现有的源于各种动物的、由酸、碱、酶等可溶化的Ⅰ型胶原、或者Ⅰ型和Ⅲ型的混合胶原。由该微细纤维化胶原形成的材料是由胶原分子形成的微细纤维进行多重折叠重合的无纺布状的物质，由该材料构成的管21具有上述的内径及长度。其膜厚优选约0.5-5mm，特别优选约1-2mm。又，本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，其膜厚优选约0.5-5mm，特别优选约1-3mm。又，在该管21的内面和外面上形成的胶原的覆盖层22、23，是以上述现有的源于各种动物的可溶性的Ⅰ型胶原、或者Ⅰ型和Ⅲ型的混合胶原作为原料，胶原分子分散的非结晶构成的层，其覆盖层的厚度优选约0.1-2mm，特别优选约0.5-1mm。
本发明的人工神经管，如上详细所述，包括在由生物体内分解吸收性材料构成的管11、21的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层12、13、22、23的管10、20，以及在其内腔具有与该管10、20的轴线大致平行、贯通该管10、20的空隙32、33、41的胶原体30、40，而在该空隙中充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶。该人工神经管适用在生物体内时，管内腔的胶原体所有的空隙的表面作为神经纤维再生的脚点利用，在空隙中神经纤维再生并伸展。
作为优选的实施方案，由生物体内分解吸收性材料构成的管10、20经过了交联处理，其内腔的胶原体30为与该管的轴线大致平行插入的经过交联处理的胶原纤维束，在该胶原纤维31之间的空隙32以及该胶原纤维31与该管10、20之间的空隙33充填了上述母质凝胶，或者其内腔的胶原体40为具有与该管的轴线大致平行并且贯通该管的孔的空隙41的、经过交联处理的胶原凝胶，在该空隙中充填上述母质凝胶。
胶原纤维束以采用现有的源于各种动物的皮、骨等胶原、由酸、碱或者酶进行可溶化后得到的Ⅰ型胶原纤维为好，其直径优选约10-30μm，特别优选约20μm。本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，胶原纤维31的直径优选约10-30μm，特别优选约20μm。管10、20的空隙率优选约70-98％，特别优选90-95％，对于人工脊髓管，空隙率优选约70-98％，特别优选90-95％。例如对于内径4mm的管，充填约2000条直径约20μm的胶原纤维31。又，该胶原纤维31以预先覆盖上述母质凝胶(图中未画出)为好。
又，作为与管轴线大致平行并且贯通该管的孔的空隙41，在将本人工神经管适用在生物体内时，必须具有让再生神经纤维在其中伸展所必要的孔径，其孔径优选约30-200μm，特别优选约80μm。又，其数根据人工神经管的粗细而不同，例如对于内径4mm的管，优选约5-20条，特别优选约12条。本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，贯通管的孔41的孔径优选约30-200μm，特别优选约80μm，其数例如对于内径10mm的管，优选约20-150条，特别优选约50条。又，具有贯通管的孔的空隙41的、经过交联处理的胶原凝胶，为将现有的源于各种动物的皮、骨等胶原、由酸、碱或者酶进行可溶化后得到的Ⅰ型胶原经过交联处理后凝胶化的胶原。
以下，说明本发明的人工神经管的制造方法。为了制造其生物体内分解吸收性材料是从聚乙二醇酸、多乳酸、乙二醇和乳酸的共聚物、乳酸和ε-己内脂的共聚物、聚二噁烷、以及乙二醇酸和丙撑碳酸酯的共聚物之中选出的材料所构成的网状材料，然后，在管11的内面和外面上具有动物胶和胶原形成的覆盖层12、13的本发明的人工神经管，首先以聚乙二醇酸等作为材料，制成网状材料构成的管11。什么样的方法制成都可以，例如将聚乙二醇酸等的纤维(例如直径为0.1mm的纤维)编织成筒状，得到具有上述厚度的网状的管。将制成的网状材料的管11浸渍在上述胶原或者动物胶溶液中，通过干燥，在管11的外面和内面，以及网孔内部表面上形成胶原或者动物胶覆盖层12、13。为了让胶原或者动物胶覆盖在管11上，采用包含优选约1-3重量％，特别优选约1-2重量％的胶原的约1N的盐酸溶液(pH约3)，或者采用约2-30重量％，优选约10-20重量％的动物胶水溶液。又，在聚乙二醇酸等构成网状材料的管11的表面上，在进行等离子放电、臭氧照射等处理以后，覆盖上胶原和动物胶更好。
为了制成其生物体内分解吸收性材料是微细纤维化胶原形成的材料，管21的覆盖层22、23由胶原形成的本发明的人工神经管，例如采用直径约1-8mm，优选4mm的聚四氟乙烯等棒作为芯材。本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，优选约2-12mm，特别优选10mm的棒作为芯材。将其浸渍在包含优选约0.5-3重量％，特别优选约1-2重量％的胶原的约1N的盐酸溶液中，在该芯材的表面上形成厚度优选约5-20mm，特别优选10mm的胶原盐酸溶液层，然后将其冻结(例如在约0℃进行约12小时冻结)。本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，形成厚度优选约5-30mm，特别优选20mm的胶原盐酸溶液层，然后将其冻结。通过冻结，分散在盐酸溶液中的胶原分子之间形成微细的冰，引起胶原盐酸溶液的层分离，通过胶原分子的再排列进行微细纤维化。然后在真空下，冻结干燥(例如在约0℃进行约24小时)。通过冻结干燥，胶原分子之间的微细的冰汽化，得到微细纤维多重折叠重合的无纺布状的胶原层所构成的管。
然后，将形成该微细纤维化胶原层的芯材装入到聚乙烯等的袋中，进行密闭、脱气后，压缩胶原层。通过压缩，得到高密度的微细纤维化胶原层21。或者也可以不进行脱气，通过压片进行压缩。压缩使得压缩后的胶原层的厚度为优选约0.5-5mm，特别优选1-2mm，而作为人工脊髓管使用时，厚度为优选约0.5-5mm，特别优选1-3mm。
在如上所形成、压缩后的微细纤维化胶原层21的内外面上形成胶原膜22、23。通过形成该胶原膜22、23，得到更高强度的人工神经管。为了形成该胶原膜22、23，将从上述棒上取下的微细纤维化胶原层21所构成的管再次浸渍到包含优选约0.5-3重量％，特别优选约1-2重量％的胶原的约1N的盐酸溶液中，在胶原层21的内外面上分别形成胶原盐酸溶液层，并将其风干。该浸渍和风干操作重复数次，优选重复20次左右，形成胶原分子分散的非结晶构造的胶原膜22、23(胶原盐酸溶液层的厚度，其整体优选约0.2-1.0mm，特别优选0.5mm)。本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，在微细纤维化胶原层21的内外表面上形成的胶原膜22、23的厚度为优选约0.2-1.0mm，特别优选0.5mm。
上述这样制成的管20与仅由胶原膜构成的管相比较，具有高抗裂强度，容易使用，易于与神经的缝合。
上述这样制成的、在由生物体内分解吸收性材料构成的管11、21的内面和外面上形成由动物胶或者胶原构成的覆盖层12、13、22、23的管10、20的内腔，形成具有与该管的轴线大致平行、贯通该管的空隙32、33、41的胶原体30、40。该胶原体30、40成为神经纤维再生、伸展时的脚点，该胶原体30、40所有的空隙32、33、41中神经纤维再生、伸展。
具体讲，在上述这样制成的管11、21中插入与该管的轴线大致平行的胶原纤维束。通过插入胶原纤维束，在构成纤维束的各胶原纤维31之间的空隙32、以及胶原纤维31与管10、20之间的空隙33中神经细胞成长。作为成为在此所用的胶原纤维的原料的胶原，可以采用现有的源于各种动物的皮、骨等胶原、由酸、碱或者酶进行可溶化后得到的Ⅰ型胶原。作为胶原纤维，采用直径优选约10-30μm，特别优选20μm的纤维，按上述空隙率插入胶原纤维。
然后，优选将上述制成的生物体内分解吸收性材构成的管10、20进行交联处理。交联处理有利于本发明的人工神经管在末梢神经再生结束前的期间，保持该管的形状，防止从神经管外的细胞的侵入。
交联处理根据要再生的神经切断部的长度而不同，应使得在用于生物体之后在1-3个月的期间内能保持管的形状的程度。作为交联方法，可以举出γ线交联、紫外线交联、电子线交联、热脱水交联、戊二醛交联、环氧交联以及水溶性碳化二亚胺等，以采用容易进行交联控制，即使进行交联处理也不会对生物体有影响的热脱水交联为好。交联处理是在真空下、在例如约105-150℃，优选约120-150℃，特别优选约140℃的温度下，进行例如约6-24小时，优选6-12小时，特别优选12小时。
然后，在进行过交联处理的由生物体内分解吸收性材料构成的管10、20内的胶原纤维31之间的空隙32和胶原纤维31与管10、20之间的空隙33中充填包含促进神经纤维成长的成分的母质凝胶，得到本发明的人工神经管。在母质凝胶中，包含促进纤维再生的抽出胶原(特别是Ⅳ型，例如30％)、昆布氨酸(例如50-60％)、硫酸乙酰肝素蛋白多糖(例如2-5％)、巢蛋白(例如5-10％)、以及EGF(上皮增殖因子)、β-FGF(纤维芽细胞增殖因子)、NGF(神经成长因子)、PDGF(血小板由来增殖因子)、IGF-1(胰岛素增殖因子)、TGF-β(转化生长因子)等成长因子。
如上所述，优选在交联处理前预先将包含促进纤维成长的成分的母质凝胶覆盖在要插入由生物体内分解吸收性材料构成的管10、20的胶原纤维束的各个纤维上。该母质凝胶优选包含和上述母质凝胶同样的成分。为了在本胶原纤维上覆盖母质凝胶，采用浸渍、涂敷等方法也可以。
此外，具体讲，上述这样制成的管10、20中插入与管的轴线大致平行有超弹性材料构成的棒状芯材，将插入芯材状态的管含浸在Ⅰ型胶原溶液中，或者在其上注入Ⅰ型胶原溶液，进行交联处理，然后通过除去芯材，得到在其内腔具有形成了贯通管的孔的空隙41的胶原凝胶。本发明的人工神经管在生物体上适用后，在这样形成的孔41中，神经纤维再生、伸展。因此，为了形成贯通管的孔41所使用的棒状芯材，必须具有再生的神经纤维伸展所必要的孔径，其孔径优选约30-200μm，特别优选80μm。又，插入管中的芯材的数目，例如对于内径4mm的管，优选约5-20条，特别优选约12条。本发明的人工神经管作为人工脊髓管使用时，例如对于内径10mm的管，插入管中的芯材的数目优选约20-150条，特别优选约50条。充填的Ⅰ型胶原溶液为现有的源于各种动物的皮、骨等胶原、由酸、碱或者酶进行可溶化后得到的Ⅰ型胶原溶解到约1N盐酸中的溶液，优选包含约0.5-3重量％、特别是1重量％的Ⅰ型胶原。
交联处理和上述相同，进行热交联处理，即在真空下、例如在约105-150℃，优选约120-150℃，特别优选约140℃的温度下，进行例如约6-24小时，优选6-12小时，特别优选12小时的交联处理。交联处理在150℃以上时，生物体内分解吸收性材料的强度降低，而在不满105℃时，不能进行充分的交联反应。
在上述形成的贯通管的孔的空隙41中，用含浸和上述相同成分的母质凝胶的通常方法，如有必要的话通过吸引进行充填，得到本发明的人工神经管。
上述制成的人工神经管可以用于，将由外伤或者外科手术等切断的神经的两个断端插入到本人工神经管内，通过将该部分结扎，轴索再生，引导其沿正确的方向伸展，让轴索从末梢神经干到达神经筋结合部或者末梢感觉接受器，恢复神经功能的场合。又，在由于外伤损伤脊髓的情况下，将损伤部位的椎骨取出，通过用本人工神经管覆盖脊髓损伤部位，再生损伤的脊髓，恢复其功能。
以下是附图的简要说明。
图1为表示有关本发明的人工神经管的一实施方案的截面图。
图2为表示有关本发明的人工神经管的另一实施方案的截面图。
(图中的构成为示意图，不是实际的尺寸)。
以下参照
实施本发明的最佳方案。虽然是通过实施例和比较例详细说明本发明，但本发明并不限定于这些方案。
实施例1将聚乙二醇酸(PGA)纤维(φ:0.1mm)编成圆筒状，制成长度为30mm、内径约为4-5mm、膜厚约1mm的聚乙二醇酸的网状管(网孔径约100-200μm)，并将其浸入到包含源自猪皮的1.0重量％的酶可溶性胶原的1N盐酸溶液中，然后进行干燥，因而在管的外面以及内面、并且该网孔的内部表面均由胶原所覆盖。
将Ⅳ型胶原1g、昆布氨酸2g、硫酸乙酰肝素蛋白多糖0.2g、巢蛋白0.4g、EGF 2ng、β-FGF 0.5ng、NGF 1ng、PDGF 3pg、IGF-1 2ng、以及TGF-β1ng溶解在生理盐水2ml中，调制成包括上述成分的母质凝胶。通过将来自猪皮的酶可溶性胶原纤维(φ:20μm)浸渍在本母质凝胶中，使其分别覆盖在纤维的表面，将上述得到的纤维约2000条插入到具有胶原覆盖层的管中。然后，在真空下，以150℃进行24小时的热脱水交联处理。之后，再在管与胶原纤维之间的间隙中充填母质凝胶，得到本发明的人工神经管。
将猫(体重5kg)的坐骨神经切除25mm，将两侧的神经断点端部插入到上述人工神经管中，以10-0尼龙丝扎紧进行连接。
手术后，分别经过1、2、3和4个月后，由HRP染色观察轴索传送，用大脑体性感觉诱发电位和诱发肌电图观察生理学的功能。然后让猫死去，用肉眼和光学显微镜观察坐骨神经的形态。
在手术1个月之后，可以确认坐骨神经的形态和功能的恢复，再生神经的状态也接近正常状态。
比较例1除了没有在管内插入胶原纤维束以外，用实施例1所述方法制成具有胶原覆盖层的聚乙二醇酸的网状管，进行热脱水交联处理后，充填母质凝胶。
将猫(体重5kg)的坐骨神经切除25mm，将两侧的神经断点端部插入到上述制成的管中，以10-0尼龙丝扎紧进行连接。
手术后，分别经过1、2、3和4个月后，由HRP染色观察轴索传送，用大脑体性感觉诱发电位和诱发肌电图观察生理学的功能。然后让猫死去，用肉眼和光学显微镜观察坐骨神经的形态。其结果，确认到坐骨神经的形态和功能的恢复已经是经过两个月之后。
实施例2在包含来自猪皮的酶可溶性胶原1重量％的1N盐酸溶液中，浸渍长度约10cm、直径约4-5mm的聚四氟乙烯棒，然后提起，在聚四氟乙烯棒的表面上形成厚度约10mm的胶原盐酸溶液层，然后在约0℃进行约12小时冻结。之后，再在真空下，在约0℃进行约24小时冻结干燥，使胶原盐酸溶液层成为微细纤维化胶原层。用压缩器，将在表面上形成了微细纤维化胶原层的聚四氟乙烯棒压缩成直到微细纤维化胶原层的厚度约为1mm的微细纤维化胶原层。然后，从聚四氟乙烯棒上取出压缩后的微细纤维化胶原层，将由该微细纤维化胶原层构成的管再次浸入到先前的约1重量％的胶原盐酸溶液中，在微细纤维化胶原层的内外表面上形成胶原盐酸溶液，通过风干(在该胶原盐酸溶液中的浸渍和风干重复进行20次)，在微细纤维化胶原层的内外表面上形成胶原膜。这样，制成由微细纤维化胶原层构成的管，在其外面和内面上具有由胶原构成的覆盖层。
将Ⅳ型胶原1g、昆布氨酸2g、硫酸乙酰肝素蛋白多糖0.2g、巢蛋白0.4g、EGF 2ng、β-FGF 0.5ng、NGF 1ng、PDGF 3pg、IGF-1 2ng、以及TGF-β1ng溶解在生理盐水2ml中，调制成包括上述成分的母质凝胶。通过将来自猪皮的酶可溶性胶原纤维(φ:20μm)浸渍在本母质凝胶中，使其分别覆盖在纤维的表面，将上述得到的纤维约2000条插入到具有胶原覆盖层的管中。然后，在真空下，以150℃进行24小时的热脱水交联处理。之后，再在管与胶原纤维之间的间隙中充填母质凝胶，得到本发明的人工神经管。
将猫(体重5kg)的坐骨神经切除25mm，将两侧的神经断点端部插入到上述人工神经管中，以10-0尼龙丝扎紧进行连接。
手术后，分别经过1、2、3和4个月后，由HRP染色观察轴索传送，用大脑体性感觉诱发电位和诱发肌电图观察生理学的功能。然后让猫死去，用肉眼和光学显微镜观察坐骨神经的形态。
在手术1个月之后，可以确认坐骨神经的形态和功能的恢复，再生神经的状态也接近正常状态。
比较例2除了没有在管内插入胶原纤维束以外，用实施例2所述方法制成由微细纤维化胶原层构成的管，在其外面和内面上具有由胶原构成的覆盖层，进行热交联处理后，充填母质凝胶。
将猫(体重5kg)的坐骨神经切除25mm，将两侧的神经断点端部插入到上述制成的管中，以10-0尼龙丝扎紧进行连接。
手术后，分别经过1、2、3和4个月后，由HRP染色观察轴索传送，用大脑体性感觉诱发电位和诱发肌电图观察生理学的功能。然后让猫死去，用肉眼和光学显微镜观察坐骨神经的形态。其结果，确认到坐骨神经的形态和功能的恢复已经是经过两个月之后。
比较例3除了没有插入胶原纤维束、也没有充填母质凝胶以外，用实施例1所述方法制成具有胶原覆盖层的聚乙二醇酸的网状管后，进行热脱水交联处理。将猫(体重5kg)的坐骨神经切除25mm，将两侧的神经断点端部插入到上述制成的管中，以10-0尼龙丝扎紧进行连接。
手术后，分别经过1、2、3和4个月后，由HRP染色观察轴索传送，用大脑体性感觉诱发电位和诱发肌电图观察生理学的功能。然后让猫死去，用肉眼和光学显微镜观察坐骨神经的形态。
神经再生是在手术2个月之后，在3个月之后，轴索传送和电生理的功能恢复。
比较例4用20重量％动物胶水溶液，采用自然干燥法制成外径为1.0-1.5mm的管，在150℃进行24小时的热脱水交联处理。
将大白鼠的坐骨神经切除10mm，将两侧的神经断点端部插入到上述制成的人工神经管中，以10-0尼龙丝扎紧进行连接。
手术后，分别经过1、2、3和4个月后，由HRP染色观察轴索传送，用大脑体性感觉诱发电位和诱发肌电图观察生理学的功能。然后让大白鼠死去，用肉眼和光学显微镜观察坐骨神经的形态。
一个月后，粗的神经干再生，连接1.0-1.5mm的缺损部。2个月后，可以确认轴索传送、生理功能恢复。
本发明的人工神经管，在神经再生结束之前的期间，可以维持其形状，并且引导、促进神经的再生，和现有的人工神经管进行比较，切断的神经更加快速、更长地再生，再生神经的状态也更接近正常，神经功能的恢复也很良好。而且，也可以作为受损伤的脊髓的再生、恢复的人工脊髓管使用。
权利要求
1．一种人工神经管，其特征是包括在由生物体内分解吸收性材料构成的管的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层的管、和在其内腔具有与该管的轴线大致平行、贯通该管的空隙的胶原体，而在该空隙充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶。
2．根据权利要求1所述的人工神经管，其特征是神经管经过交联处理，其内腔的胶原体为与该管的轴线大致平行插入的经过交联处理的胶原纤维束，在该胶原纤维之间的空隙以及该胶原纤维与该管之间的空隙充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶。
3．根据权利要求1所述的人工神经管，其特征是神经管经过交联处理，其内腔的胶原体为具有与该管的轴线大致平行并且贯通该管的空隙的、经过交联处理的胶原凝胶，在该空隙中充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶。
4．根据权利要求1所述的人工神经管，其特征是生物体内分解吸收性材料是指从聚乙二醇酸、多乳酸、乙二醇和乳酸的共聚物、乳酸和ε-己内脂的共聚物、聚二噁烷、以及乙二醇酸和丙撑碳酸酯的共聚物之中选出的材料所构成的网状材料。
5．根据权利要求4所述的人工神经管，其特征是生物体内分解吸收性材料的网状材料具有大约10-300μm的网孔径。
6．根据权利要求1所述的人工神经管，其特征是生物体内分解吸收性材料由微细纤维化的胶原构成，管的覆盖层由胶原构成。
7．根据权利要求2所述的人工神经管，其特征是胶原纤维束的各个纤维由包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶所覆盖。
8．一种根据权利要求2所述的人工神经管的制造方法，其特征是制成在由生物体内分解吸收性材料构成的管的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层的管，与该管的轴线大致平行插入胶原纤维束，进行交联处理，然后在该管内的该胶原纤维之间的空隙以及该胶原纤维与该管之间的空隙充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶。
9．一种根据权利要求3所述的人工神经管的制造方法，其特征是制成在由生物体内分解吸收性材料构成的管的内面和外面上具有由动物胶或者胶原构成的覆盖层的管，与该管的轴线大致平行插入棒状的芯材，在该管中充填胶原溶液，进行交联处理，除去芯材、得到在其内腔中形成具有贯通该管的孔的空隙的有胶原凝胶在其内腔的管，然后在该空隙中充填包含胶原、昆布氨酸、硫酸乙酰肝素蛋白多糖、巢蛋白以及成长因子的母质凝胶。
全文摘要
一种人工神经管及其制造方法，在神经再生之前残存在生物体内，神经再生后，不会作为杂物在生物体内残存，引导从切断的神经断点端部开始的轴索的再生，促进来自生物体的毛细血管的侵入，促进神经组织的再生。其构成为在由生物体内吸收性材料构成的管11、21的内面和外面具有由动物胶或胶原构成的覆盖层12、13、22、23的管10、20、和在其内腔与该管的轴线大致平行贯通该管、并具有空隙的胶原体30、40，而且在该空隙中充填母质凝胶。
文档编号A61F2/04GK1237914SQ97199928
公开日1999年12月8日 申请日期1997年11月19日 优先权日1996年11月20日
发明者清水庆彦 申请人:清水庆彦, 达比古股份有限公司