具有复合导电墨水修饰涂层的神经导管及制备方法和应用

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及具有复合导电墨水修饰涂层的神经导管，以及该神经导管的其制备方法和应用。

背景技术：

1、周围神经损伤是一种常见的疾病，会导致不同程度的感觉和运动功能受损，包括损伤部位皮肤感觉异常，顽固性神经痛或四肢失神经瘫痪，给患者和社会带来巨大负担。目前临床上治疗长度超过2mm神经损伤的金标准是自体神经移植，然而此方法存在供体神经短缺、供体神经与受体部位大小不匹配、供体部位损害和耗时的二次手术等缺陷。因此，采用人工神经导管已成为最有可能取代自体神经移植修复的一种趋势。

2、考虑到外周神经处于复杂的电生理环境中，仿生构建生物电场模拟天然神经电生理特性来调节神经细胞行为逐渐成为外周神经修复研究的热点。当神经细胞暴露在电场下时，细胞的一侧发生超极化，而另一侧发生去极化。这种神经细胞膜上的电位差达到阈值将会导致动作电位的形成，从而促进神经细胞的存活、迁移以及轴突伸长。越来越多的研究表明，电活性材料的引入能够通过改变生物电场来传递生化信号并激活与神经再生相关的信号通路，以调节神经细胞行为，从而促进损伤后外周神经的愈合。与此同时，电活性材料还能够以支架的形式连接受损的神经，为其提供机械支撑，并通过表面微拓扑形貌的设计为再生神经提供物理引导线索。

3、熔融近场直写(mew)是一种新兴的3d打印技术，采用加速电压稳定聚合物熔融射流，将预设计的几何形状亚微米纤维图案直接写入到收集器上。通过近场直写创建具有精确对齐和方向性的纤维结构，能够为神经细胞提供引导。我们之前已经利用熔融近场直写法制备过一种具有环状和条状结构的聚己内酯(pcl)神经导管并证明在调控神经细胞定向排列方面具有良好的作用。在此基础上，将电活性功能整合到近场直写神经导管中已被证明有助于体内外周神经损伤后的修复。然而由于电活性材料往往具有功能化困难、缺乏生物降解性、溶解度和加工性差、机械性能不足等突出问题，无法直接应用作为近场直写技术的基材。

4、因此，需要寻求一种同时具备阻抗低、电荷转移能力高、导电稳定性好、能够匹配神经组织界面硬度的神经导管及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种阻抗低、电荷转移能力高、导电稳定性好、能够匹配神经组织界面硬度的神经导管，本发明还提供该神经导管的制备方法，同时本发明该提供该神经导管的应用。

2、为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、具有复合导电墨水修饰涂层的神经导管，所述神经导管包括神经导管本体、以及神经导管本体上设有的多巴胺涂层、导电涂层，导电涂层为加入碳纳米管的pedot:pss溶液经涂覆、干燥制得的导电涂层。

4、本发明中，进一步优选的方案为，所述导电涂层上还设有交联剂层。

5、本发明中，进一步优选的方案为，所述导电涂层至少为2层。

6、本发明中，进一步优选的方案为，所述神经导管本体包括导向结构、支撑结构；所述导向结构包括多根沿导管的轴线延伸方向设置的导向纤维；所述支撑结构包括多个间隔设置的支撑环筋；所述各导向筋条间隔分布在支撑环筋的周向并与每一个支撑环筋连接，各支撑环筋与各导向筋条整体形成所述神经导管。

7、本发明所述的具有复合导电墨水修饰涂层的神经导管的制备方法，包括如下步骤：

8、s1、多巴胺涂层制备：取神经导管本体，然后将其浸泡在盐酸多巴胺缓冲溶液中8-24h，然后用去离子水清洗、真空干燥，得到多巴胺涂层；

9、s2、导电涂层制备：将经过步骤s1处理的神经导管本体浸泡在加入碳纳米管的pedot:pss溶液中8-15min，然后经真空干燥，得到导电涂层，即得。

10、本发明中，进一步优选的方案为，所述步骤s1中的盐酸多巴胺缓冲溶液中：多巴胺的质量浓度为2mg/ml，ph值为8.5。

11、本发明中，进一步优选的方案为，所述步骤s2中的加入碳纳米管的pedot:pss溶液通过如下步骤制得：将2,4-亚乙二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸溶液溶于去离子水，搅拌均匀，得到分散溶液；然后在分散溶液中加入碳纳米管，再次搅拌使碳纳米管分散均匀，得到碳纳米管溶液；将碳纳米管溶液放入超声机中超声处理后放入离心机中离心，分离未分散的碳纳米管，得到加入碳纳米管的pedot:pss溶液。

12、本发明中，进一步优选的方案为，所述分散溶液中pedot:pss的质量浓度为0.2-20mg/ml；所述加入碳纳米管的pedot:pss溶液中碳纳米管的质量浓度为2mg/ml。

13、本发明中，进一步优选的方案为，在步骤s2后还包括步骤s3、交联剂层制备：将经过步骤s2处理的神经导管本体，浸泡在交联剂中1-4min，干燥，即得交联剂层；所述交联剂为硅烷偶联剂酒精溶液。

14、本发明所述的神经导管，可以应用于医疗器械等产品中。

15、与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明的神经导管，在神经导管本体上设置复合导电墨水修饰涂层(即导电涂层)，该导电涂层系经加入碳纳米管的pedot:pss溶液经涂覆、干燥制得，可以大大降低支架材料的阻抗，提高电荷转移能力，通过改变生物电场促进生化信号传递并激活与神经再生相关的信号通路，以调节神经细胞行为，从而促进损伤后外周神经的愈合；同时也克服了单独使用电活性材料所面临的功能化困难、缺乏生物降解性、溶解度和加工性差、机械性能不足等突出问题；

16、此外，相比于传统方案中以纤维素作为cnt的分散剂，本发明的cnt/pedot复合导生物墨水采用pedot:pss溶液作为cnt的分散剂，不仅进一步增强了涂层的导电性能，也提高了导电涂层的稳定性，并使涂层表现出更匹配神经组织界面的硬度；

17、另外，经过导电涂层的修饰，进一步改善了pcl导管支架表面的亲水性和细胞相容性，利于神经细胞在导管表面的贴附、铺展以及生长，从而促进了损伤外周神经的再生；同时，还能够产生与导管表面拓扑微结构方向相同的定向电流，增强了对神经细胞定向排列的引导作用，从而促进了损伤后外周神经的再生；

18、本发明中的方制备法简单环保，技术门槛低，可操作性强，制备过程无毒，且经济成本较低，适于工业生产；本发明的神经导管，由于其良好的性能，具有广泛的应用，如可以应用在医疗器械(用于制备医疗器械产品)、实验用品等产品上。

19、下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

技术特征：

1.具有复合导电墨水修饰涂层的神经导管，其特征在于，所述神经导管包括神经导管本体、以及神经导管本体上设有的多巴胺涂层、导电涂层，导电涂层为加入碳纳米管的pedot:pss溶液经涂覆、干燥制得的导电涂层。

2.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于，所述导电涂层上还设有交联剂层。

3.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于，所述导电涂层至少为2层。

4.根据权利要求1所述的神经导管，其特征在于，所述神经导管本体包括导向结构、支撑结构；所述导向结构包括多根沿导管的轴线延伸方向设置的导向纤维；所述支撑结构包括多个间隔设置的支撑环筋；所述各导向筋条间隔分布在支撑环筋的周向并与每一个支撑环筋连接，各支撑环筋与各导向筋条整体形成所述神经导管。

5.具有复合导电墨水修饰涂层的神经导管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中的盐酸多巴胺缓冲溶液中：多巴胺的质量浓度为2mg/ml，ph值为8.5。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中的加入碳纳米管的pedot:pss溶液通过如下步骤制得：将2,4-亚乙二氧基噻吩:聚苯乙烯磺酸溶液溶于去离子水，搅拌均匀，得到分散溶液；然后在分散溶液中加入碳纳米管，再次搅拌使碳纳米管分散均匀，得到碳纳米管溶液；将碳纳米管溶液放入超声机中超声处理后放入离心机中离心，分离未分散的碳纳米管，得到加入碳纳米管的pedot:pss溶液。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述分散溶液中pedot:pss的质量浓度为0.2-20mg/ml；所述加入碳纳米管的pedot:pss溶液中碳纳米管的质量浓度为2mg/ml。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2后还包括步骤s3、交联剂层制备：将经过步骤s2处理的神经导管本体，浸泡在交联剂中1-4min，干燥，即得交联剂层；所述交联剂为硅烷偶联剂酒精溶液。

10.一种如权利要求1-4任一项所述的神经导管在制备医疗器械产品中的应用。

技术总结
本发明涉及具有复合导电墨水修饰涂层的神经导管，所述神经导管包括神经导管本体、以及神经导管本体上设有的多巴胺涂层、导电涂层，导电涂层为加入碳纳米管的PEDOT:PSS溶液经涂覆、干燥制得的导电涂层。本发明还提供该神经导管的制备方法和应用。本发明的神经导管，经过CNT/PEDOT复合导电墨水进行修饰，不仅能够提高导管材料导电性，加快神经电信号传导，还能促进神经细胞在导管表面的贴附、定向以及生长，有利于促进损伤神经断端的对位愈合，还具有与神经组织界面相匹配的硬度；同时本发明的制备方法简单易操作、成本低，便于工业化生产和临床应用。

技术研发人员：陈跃威,俞梦飞,孙谋远,詹宁,贺永,彭连杰,李双扬,张晓婷,王慧明
受保护的技术使用者：浙江大学医学院附属口腔医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16