[發(fā)明專利]復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的光遺傳神經(jīng)修復(fù)支架及制備方法

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• 申請日: 2022-09-09
• 公開（公告）號: CN115463251A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃忠兵;郭孟琦;楊冰;尹光福;蒲曦鳴;王娟;廖曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: A61L27/08
• 分類號: A61L27/08;A61L27/20;A61L27/50;A61L27/02;A61L27/22
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1.復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的光遺傳神經(jīng)修復(fù)支架，其特征在于，所述復(fù)合的上轉(zhuǎn)換納米顆粒為殼層為四氟釔鈉薄層、芯核為摻雜鐿/鋱的四氟釔鈉的芯殼納米粒（NaYF₄∶Yb∶Tm@NaYF₄，簡稱UCNP），其最外層為體內(nèi)組織相容性好的SiO₂薄層（簡稱UCNP@SiO₂）；所述復(fù)合有上轉(zhuǎn)換發(fā)光顆粒的神經(jīng)修復(fù)支架有兩種：一是復(fù)合有UCNP@SiO₂上轉(zhuǎn)換納米顆粒的電紡平行絲膜，二是直接復(fù)合有UCNP@SiO₂的殼聚糖-氧化石墨烯（CS-GO）薄膜，再卷成神經(jīng)修復(fù)管狀支架；將所述的復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的神經(jīng)修復(fù)支架用手術(shù)縫合橋接或安放在神經(jīng)損傷處，然后向該管內(nèi)部的兩端注射載有視紫紅質(zhì)蛋白（ChR2，一種陽離子通道蛋白）基因的病毒，從而使這種病毒能在神經(jīng)損傷處的施萬細胞和神經(jīng)軸突內(nèi)轉(zhuǎn)染ChR2基因，并在它們的細胞膜上表達出ChR2蛋白；最后，通過支架上的UCNP@SiO₂吸收近紅外光、并轉(zhuǎn)換發(fā)射出藍色熒光，從而刺激其附近的ChR2通道蛋白打開，使胞外的陽離子內(nèi)流入胞，進而誘發(fā)、提高ChR2所在細胞和軸突的線粒體活性，然后促進這些細胞的生長及其神經(jīng)因子表達和軸突延伸、神經(jīng)損傷修復(fù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的神經(jīng)修復(fù)支架的制備方法，其特征在于，制備過程包括以下步驟：

a）包覆SiO₂的UCNP粒的制備：將自制的UCNP分散于聚乙烯吡咯烷酮（PVP，18 mL的超純水與900 mg的PVP）溶液中，超聲20 min后攪拌1 h，配制為UCNP的分散液；然后加入80 mL甲醇溶液，超聲20 min后再攪拌2 h；隨后加入3.2 mL氨水（濃度1.0–100 mM）并超聲20min，再加入20~30 μL的正硅酸乙酯液體并攪拌30~60 min；離心分離的沉淀物，用無水乙醇洗滌3次；最后分散于4 mL 超純水中，得到厚度約為5~100nm 的SiO₂包覆層的UCNP@SiO₂；

b）復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的電紡平行絲膜：將自制的電紡平行絲膜浸泡在濃度為0.01~0.5 mg/mL的多聚賴氨酸溶液中5~60min，取出自然干燥后再次浸泡，如此重復(fù)2~8次，使其最外層帶有大量的負電荷；然后將這種帶有負電荷的電紡平行絲膜浸泡在濃度為5~20 mg/mL的UCNP@SiO₂分散液中，輕輕攪動2~30 min后，取出自然干燥；然后再次浸泡、干燥，如此重復(fù)2~8次，得到復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的電紡平行絲膜；

c）復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的殼聚糖-石墨烯薄膜：將CS粉末溶解在濃度為0.5~2.0%(v/v) 乙酸溶液中，配制為濃度為 1~3% (w/v) 的CS溶液；將GO以 0.1~0.3% (w/v) 的濃度超聲分散于去離子水中；然后，將CS、UCNP@SiO₂、GO分散混合液按質(zhì)量比100:(30~3):(0.3~3)的比率超聲混合；最后將0.5~1.5% (w/v)京尼平溶液按CS質(zhì)量0.3~3.0%的比率混合；在室溫到37℃下攪拌2 h并超聲15 min；反應(yīng)液澆涂在模板上，并在37℃下烘干，得到厚度為0.5~2mm的薄膜；

d）神經(jīng)修復(fù)支架的卷制：用聚四氟乙烯或者高密度聚乙烯細棍為模板，將復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的電紡平行絲膜沿絲軸的平行方法卷制成管狀，為提高其縫合強度，再用電紡無序絲膜在其最外層卷繞3-4層；同樣，將復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的殼聚糖-石墨烯薄膜也卷制并縫成管狀；最終得到直徑為0.1~5mm、長度為1.0~10cm的復(fù)合有上轉(zhuǎn)換納米顆粒的神經(jīng)修復(fù)支架。