一种用于桥接缺损神经的复合修复材料及其支架的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到一种实现神经快速桥接的修复材料，特别涉及一种便于手术操作， 实现缺损神经快速桥接的复合修复材料及其支架的组成、制备和应用。
【背景技术】
[0002] 临床上由于外伤导致的中枢和周围神经损伤非常常见，中长距离的神经缺损通常 不能依靠端对端的缝合来弥补。临床上最常用的移植材料是自体神经，但供体直径细，可切 取的数量非常有限，难以满足临床需要，因此必须依靠修复材料或移植支架来桥接修复。寻 找和研制较为合适的修复材料或移植支架是解决缺损神经修复的关键。目前除了自体神经 成为首选的神经缺损桥接移植物外，在人类自身仍未找到较为理想、并得到共认和在临床 上广泛应用的神经移植替代材料。但自体神经移植的神经来源有限，并且存在神经的组织 结构和尺寸难以匹配等原因，因此未能在临床上广泛使用。
[0003] 随着组织工程学的出现和发展，为构建自体神经移植替代品提供了一条新的出 路。近二十多年来，人们尝试了多种生物可降解高分子材料，其中包括聚乙醇酸（PGA)、聚乳 酸（PLA)、乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA)、壳聚糖、明胶、硅胶等材料，但在实际使用中还都 存在着各自不同的缺点。
[0004] 丝素蛋白来自于天然蚕丝，是由18种氨基酸所组成。研究表明，丝素蛋白具有良 好的生物亲和性.无毒，无污染，可生物降解，可望发展成为人工神经修复材料用于神经损 伤治疗，为神经细胞的生长提供良好的诱导作用和必要的生长空间。
[0005] 神经瘤是损伤神经修复过程中不希望出现的，一旦发生，很难逆转。神经瘤是由致 密胶原基质中杂乱轴突、雪旺氏（Schwann)细胞、神经内膜细胞和神经束膜细胞与周围的 成纤维细胞的混乱结构组成的。当向远端神经或靶器官的神经修复失败及神经纤维不适当 和不规律地再生到周围疤痕组织时形成神经瘤。但将抗肿瘤药物加入到神经修复材料中， 虽可抑制神经瘤形成，但同时抑制神经细胞的生长，形成神经细胞修复的屏障。
[0006] 临床上主要靠直接缝合术来连接断端神经，但是对于缺损较大的神经，无法直接 缝合。已有的再生或修复材料实现神经桥接所需的操作技术要求高、耗时长、容易复发性撕 裂等。此外，合成的高分子聚合物作为修复材料，尽管力学强度好，但对于神经轴突的生长 没有诱导作用。而胶原为基质的导管或支架，无法发挥神经信号传导功能，并且容易引起排 异反应。以蚕丝为材料的丝素纤维，具有神经信号传导功能，可以发挥一定的暂时替代作 用，但是对于防止神经瘤形成并不起到任何作用。
[0007] 近年来，不少国家的研究机构和企业投入了大量人力、物力与资金对神经修复材 料进行研究。但是已有报道的神经修复策略中缺乏一种理想的神经修复材料，既能为神经 再生提供最佳的理化和生物学微环境，又能保证手术操作简便快捷，术后无复发性撕裂等 问题，实现神经吻合操作的快捷、安全和预后好的多重目的。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种新型桥接缺损神经的复 合修复材料及其支架，既能为神经再生提供最佳的理化和生物学微环境，又能提供良好的 力学性能，保证手术操作简便快捷的完成。
[0009] 本发明人研究发现，神经损伤的治疗效果不理想，主要难题之一是没有一种材料 可以同时实现理想的神经修复所需要的所有条件。发明人经过大量的实验，发现了一种符 合神经吻合手术的复合修复材料及支架，可以满足理想的神经桥接和修复的需要。
[0010] 本发明的一种用于桥接缺损神经的复合修复材料及其支架，所述的复合材料是由 丝素层-胶原层-高分子聚合物层依次排列组成，高分子聚合层呈T型或长方形设计，应用 时通过折叠或卷折形成丝素层为内层、胶原层为中层、高分子聚合物层为外层的神经桥接 支架。
[0011] 上述的丝素层的组成为蚕丝提取的丝素蛋白纤维，按照与对接缺损神经平行方向 的方式排列，高度上呈波谷状分布。
[0012] 上述的的胶原层中包含微管蛋白抑制剂、神经营养因子、透明质酸一种或几种组 合。
[0013] 上述的胶原层或丝素层中包含干细胞、羊毛留醇、蜗牛蛋白酶一种或几种组合。
[0014] 上述的高分子聚合物采用生物相容性可降解高分子材料，包括聚乳酸、聚羟基乙 酸、乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙交酯-丙交酯、聚羟基丁酸酯、聚已内酯、聚乙醇酸、脂肪族 聚酯、聚磷酸酯、聚碳酸酯、聚氨酯及它们的共聚物。
[0015] 上述的微管蛋白抑制剂选自：埃博霉素及其同类物或衍生物、紫杉醇及其同类物 或衍生物、秋水仙碱及其同类物或衍生物、长春碱及其同类物或衍生物中的一种或几种组 合。
[0016] 上述的神经营养因子选自：神经生长因子、脑源性神经生长因子、神经分裂素、睫 状神经营养因子、白细胞介素-6、成纤维细胞生长因子、白细胞抑制因子、类胰岛素生长因 子、胰岛素淀粉肽、表皮生长因子、胶质源性神经营养因子、血小板源性生长因子、转化生长 因子β中的一种或几种组合。
[0017] 上述的干细胞选自：许旺细胞、骨髓间充质细胞、脂肪间充质干细胞、脐带间充质 干细胞、神经干细胞或诱导多能干细胞中的一种或几种组合。
[0018] -种如上述的用于桥接缺损神经的复合修复材料及其支架料的制备方法，包括如 下步骤：
[0019] (1)以易挥发有机溶剂配制浓度为0. 05-0. 8g/ml的高分子聚合物溶液，倒入模具 自然晾干，得到厚度为50-800um的高分子聚合物膜，高分子聚合层呈T型或长方形；
[0020] (2)配制浓度为5-20mg/ml的胶原溶液，倒在铺有高分子聚合物膜的玻璃片上使 均匀，自然晾干得到胶原一高分子聚合双层膜；
[0021] (3)利用三维打印技术或高压静电纺织技术将丝素蛋白平行铺展在上述复合膜的 胶原层表面，形成与对接神经方向平行的方式排列，并且高度上呈波谷状分布的内层。
[0022] 上述的丝素层-胶原层-高分子聚合物层的复合材料及其支架，用于中枢神经或 周围神经的修复，结合缝合法或黏合法实现缺损神经的快速桥接和修复。
[0023] 本发明的新型桥接缺损神经的复合修复材料及其支架的优点体现在采用分层式 排布和特定的三维设计，发挥各种修复材料的优势，同时弥补其不足：①丝素层的独特设 计，不仅引导神经修复，而且隔开不同神经，防止形成神经瘤。②胶原层提供神经轴突生长 所需的各种养分。③高分子聚合物层，具有良好的力学性能，提供手术缝合或吻合所需的力 学强度，并且防止周围神经的侵入，防止纤维疤痕的形成。④只需神经外膜的手术缝合或黏 合法吻合，不需要进行神经束膜的缝合，极大地节省了缺损神经桥接手术的操作时间，降低 了手术技术难度，提高安全性。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的一种用于桥接缺损神经的丝素-胶原-高分子聚合物的复合材料 平展时侧面结构示意图（A :分子聚合物层呈T型；B :分子聚合物层为长方形）
[0025] 图2是本发明的一种用于桥接缺损神经的丝素-胶原-高分子聚合物的复合材料 平展时俯视图（A :分子聚合物层呈T型；B :分子聚合物层为长方形）
[0026] 图3是本发明的一种用于桥接缺损神经的丝素-胶原-高分子聚合物的复合材料 不同方式卷折时侧面结构示意图（A和B :折叠方式，可以进一步卷成同心的多层圆筒结构 支架；C和D :卷折方式，可以卷成同心的多层圆筒结构支架）
【具体实施方式】
[0027] 下文将详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特 征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术 效果。
[0028] 实施例1.神经损伤动物建模和评价