纤维束支架及其制备方法与流程

本发明涉及再生医学，特别是涉及一种纤维束支架及其制备方法。

背景技术：

1、脊髓是中枢神经系统的重要组成部分。脊髓的主要功能是在大脑和周围神经之间传递感觉和运动信息，也是排尿、排便等简单反射活动的低级中枢。脊髓损伤(spinal cordinjury,sci)是一类严重的中枢神经损伤,导致损伤平面以下的感觉或运动功能部分或全部丧失。除了神经功能障碍外，脊髓损伤患者还经常出现各种并发症，包括压疮、泌尿系统并发症、呼吸系统并发症、深静脉血栓和肺栓塞、痉挛、疼痛、植物性神经反射亢进和骨质疏松症。这些并发症不仅影响康复治疗的过程和效果,而且严重影响患者的生活质量，甚至危及生命。

2、脊髓损伤导致的功能缺陷通常是永久性的，因为受损神经元的再生反应非常有限，再生轴突暴露于抑制分子、神经胶质疤痕和囊肿中，从而阻止整个损伤部位的生长。全球投入了大量资源和努力来寻求恢复功能丧失的有效疗法，再生医学和组织工程在内的新型治疗方法包括使用组织工程支架，特定生长因子或神经营养因子，抗氧化或抗炎分子以及细胞移植程序已成为有希望的策略。但是目前的技术或多或少地存在一些限制，还不能很好地解决脊髓损伤修复的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够用于神经损伤修复的纤维束支架。

2、另，还有必要提供一种纤维束支架的制备方法。

3、本发明至少一实施例提供了一种纤维束支架，包括：

4、套管，所述套管的管壁具有孔隙结构；以及

5、纤维束，所述纤维束设置于所述套管内，所述纤维束包括多个纤维丝，多个所述纤维丝之间具有沿所述套管长度方向延伸的通道；

6、其中，所述套管和所述纤维束负载有神经营养因子。

7、在其中一些实施例中，所述纤维的材料包括聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯以及聚羟基脂肪酸中的至少一种；和/或

8、所述套管由纤维网构成，且所述套管具有所述孔隙结构；和/或

9、所述套管的材料包括壳聚糖以及胶原蛋白中的至少一种。

10、在其中一些实施例中，所述神经营养因子包括脑源性神经营养因子、神经生长因子、胶质细胞系源性神经营养因子、神经营养因子-3、神经营养因子-4和神经营养因子-5中的至少一种。

11、在其中一些实施例中，所述纤维丝的直径为5.0μm～200μm；和/或

12、所述纤维束的直径为2.0mm～20.0mm；和/或

13、所述纤维束的长度为3.0mm～30mm；和/或

14、所述套管的长度为3.0mm～30mm。

15、本发明至少一实施例提供了一种纤维束支架的制备方法，包括以下步骤：

16、制备纤维束；

17、将所述纤维束装入到套管内，得到空白支架，其中，所述套管的管壁具有孔隙结构；以及

18、将所述空白支架浸入到含有神经营养因子的包被液中，冻干后得到纤维束支架。

19、在其中一些实施例中，所述纤维束的制备方法包括以下步骤：

20、使用高分子膜包裹多个纤维丝，以对多个所述纤维丝进行集束，得到所述纤维束；

21、其中，在将所述纤维束装入到套管内之后，且在将所述空白支架浸入到含有神经营养因子的包被液中之前，所述制备方法还包括以下步骤：

22、去除所述高分子膜。

23、在其中一些实施例中，所述纤维丝的制备方法包括以下步骤：

24、通过挤出设备并结合拉伸工艺制备所述纤维丝。

25、在其中一些实施例中，通过挤出设备并结合拉伸工艺制备所述纤维丝包括以下步骤：

26、所述挤出设备的挤出参数包括以下(1)～(2)中的至少一项：

27、(1)挤出温度为70℃～200℃；

28、(2)挤出模口口径为200μm～800μm。

29、在其中一些实施例中，所述纤维丝的制备方法包括以下步骤：

30、通过3d打印设备并结合拉伸工艺制备所述纤维丝。

31、在其中一些实施例中，所述3d打印设备的打印参数包括以下(3)～(5)中的至少一项：

32、(3)打印温度为70℃～210℃；

33、(4)打印速度为20mm/s～80mm/s；

34、(5)打印喷头内径为200μm～800μm；

35、其中，在所述拉伸工艺中，收集器的线速度为160mm/s～1000mm/s。

36、在其中一些实施例中，所述套管的制备方法包括以下步骤：

37、采用静电纺丝工艺制备所述套管。

38、在其中一些实施例中，采用静电纺丝工艺制备所述套管包括以下步骤：

39、将纺丝材料与体积比为70％～80％的乙酸水溶液混合，得到纺丝液，其中，在所述纺丝液中，所述纺丝材料的质量体积比为5％～20％；以及

40、设置纺丝条件，并对所述纺丝液进行静电纺丝，得到所述套管；

41、其中，所述纺丝条件包括以下(6)～(12)中的至少一项：

42、(6)喷丝口针头粗细为0.20mm～0.80mm；

43、(7)针尖到收集辊表面的距离为5cm～15cm；

44、(8)针头的电压为5kv～20kv；

45、(9)收集辊的电压为(-15)kv～(-5)kv；

46、(10)纺丝液的推注速度为0.1ml/h～1.0ml/h；

47、(11)收集辊的直径为2.0mm～20.0mm；

48、(12)收集辊的转速为100rpm～3000rpm。

49、在其中一些实施例中，所述包被液的制备方法包括以下步骤：

50、将体积比为0.5％～5.0％的乙酸水溶液和成膜材料混合，得到包被液前驱体，其中，在所述包被液前驱体中，所述成膜材料的质量体积比0.1％～1.0％；

51、向所述包被液前驱体中加入碱性溶液，以将所述包被液前驱体的ph调整到中性；

52、对调整后的包被液前驱体进行透析，得到成膜溶液；以及

53、在1℃～4℃的温度下，将所述神经营养因子和所述成膜溶液混合，得到所述包被液，其中，所述包被液中神经营养因子的浓度为0.1μg/ml～1.0μg/ml。

54、在其中一些实施例中，所述成膜材料包括丝素蛋白、壳聚糖以及胶原蛋白中的至少一种。

55、在其中一些实施例中，所述冻干的温度为(-90)℃～(-40)℃。

56、本发明提供的纤维束支架中的多个纤维丝之间具有沿套管长度方向延伸的通道，通道可作为神经元定向有序生长的通道，使得损伤部位附近的轴突能够定向生长，从而引导神经元有序定向生长，同时纤维束支架能够通过孔隙结构持续缓释神经营养因子，从而有利于神经损伤修复。

技术特征：

1.一种纤维束支架，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的纤维束支架，其特征在于，所述纤维的材料包括聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯以及聚羟基脂肪酸中的至少一种；和/或

3.如权利要求1所述的纤维束支架，其特征在于，所述神经营养因子包括脑源性神经营养因子、神经生长因子、胶质细胞系源性神经营养因子、神经营养因子-3、神经营养因子-4和神经营养因子-5中的至少一种。

4.如权利要求1至3中任一项所述的纤维束支架，其特征在于，所述纤维丝的直径为5.0μm～200μm；和/或

5.一种纤维束支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述纤维束的制备方法包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述纤维丝的制备方法包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，通过挤出设备并结合拉伸工艺制备所述纤维丝包括以下步骤：

9.如权利要求6所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述纤维丝的制备方法包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述3d打印设备的打印参数包括以下(3)～(5)中的至少一项：

11.如权利要求5所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述套管的制备方法包括以下步骤：

12.如权利要求11所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，采用静电纺丝工艺制备所述套管包括以下步骤：

13.如权利要求5至12中任一项所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述包被液的制备方法包括以下步骤：

14.如权利要求13所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述成膜材料包括丝素蛋白、壳聚糖以及胶原蛋白中的至少一种。

15.如权利要求5至12中任一项所述的纤维束支架的制备方法，其特征在于，所述冻干的温度为(-90)℃～(-40)℃。

技术总结
本发明提供了一种纤维束支架及其制备方法。纤维束支架包括套管以及纤维束。其中，套管的管壁具有孔隙结构；纤维束设置于套管内，纤维束包括多个纤维丝，多个纤维丝之间具有沿套管长度方向延伸的通道。其中，套管和纤维束负载有神经营养因子。本发明提供的纤维束支架能够用于神经损伤修复。

技术研发人员：杨超,黎华强,李鉴墨,邹杰,李啸天,李罗浩
受保护的技术使用者：康膝生物医疗（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15