[發明專利]一種基于冰模板技術的具有拓撲結構的導電神經導管

在審

• 申請號: 202310562419.5
• 申請日: 2023-05-18
• 公開（公告）號: CN116650724A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 柴人杰;趙遠錦;王開晨;張慧;許冬雨
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61L27/44
• 分類號: A61L27/44;A61L27/50;A61L27/52;A61L27/56;A61L27/22;A61L27/54
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 魏忠暉

本發明公開一種基于冰模板技術具有拓撲結構的導電神經導管，屬于神經導管技術領域，本發明基于甲基丙烯酸化明膠及可導電的碳納米管利用冰模板技術制備具有特殊結構的，可供神經細胞定向再生的神經導管，其中冰模板的定向凍結技術用于對齊結構元素，無論是以三維多孔結構的形式還是作為二維定向表面圖案，這是一種非常簡單的技術，但是可以生成各種復雜結構，該技術的另一優勢是該過程不涉及任何化學反應，從而可以避免與副產物或純化程序相關的潛在并發癥，因此在該實驗中選擇冰模板技術可以制作出更加安全和方便制作的神經導管，這種技術對于更加廣泛地修復神經損傷是很有意義的。

技術領域

本發明屬于神經導管技術領域，具體涉及一種基于冰模板技術具有拓撲結構的導電神經導管。

背景技術

周圍神經損傷給患者及社會帶來了沉重的醫療和經濟負擔，為了解決神經損傷修復的難題，可以橋接受損神經兩端的神經導向導管被提出來。性能優良的神經導管通常能夠做到定向誘導神經細胞，提供神經營養因子等功能，從而有效促進神經分化及再生，并且能夠在神經元生長和神經突起排列方面有突出的表現。因此良好的生物相容性，可以引導神經沿著導管軸向生長的拓撲結構，可負載一些促神經分化的小分子物質的搭載結構及一定的滿足生物體內電環境的導電性能通常都是一個優秀的神經導管所應該具備的特性

目前關于神經導管的制備技術有很多，如靜電紡絲、模板熱交聯等。靜電紡絲可用于模仿無細胞神經移植物的結構，結合微纖維進行引導，結合毛孔進行細胞浸潤。用它制備的納米級超細纖維可以最大程度地模擬生物體細胞的細胞外基質，具有較好的仿生效果，為神經再生提供合適的生長環境，從而有利于細胞的黏附和增殖。研究人員利用一種特殊的靜電紡絲裝置將平行排列的超細纖維制備成三維結構，這種結構能夠最大程度地模擬天然神經的拓撲形貌。利用具有導電性能的石墨烯修飾神經導管同樣也可以達到形成拓撲結構引導神經再生的目的。相比于其他的修飾材料，石墨烯由于其優越的導電性能，能夠有效促進電信號傳導和代謝活動。

盡管取得了一定進展，現有神經導管還存在以下幾類問題：(1)大部分神經導管基于合成高分子材料制備，易與患體產生排異反應，生物相容性有待提高；(2)導管的力學性能與斷端神經不匹配，機械強度過低無法承受機體正?；顒舆^程中周圍組織的擠壓，機械強度過高則有可能對周圍組織造成進一步破壞；(3)導管材料的降解周期較長或不可降解，長期植入會引起慢性異物反應，導致瘢痕組織形成，需要二次手術取出，增加了手術風險和患者的痛苦；而導管降解速度過快則會導致周圍組織入侵管腔阻礙軸突再生；(4)導管制備流程較為復雜，通常涉及到復雜精密儀器的使用操作，且制備時間較長，難以批量生產，不具備可推廣性；(5)無法針對不同患者個性化地定制神經導管的相關形貌及尺寸參數。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于冰模板技術具有拓撲結構的導電神經導管。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種基于冰模板技術具有拓撲結構的導電神經導管的制備方法，包括以下步驟：

通過將甲基丙烯酸化明膠和低分子肽結合到混合溶液，并在混合溶液中摻雜碳納米管得到導電水凝膠前驅體溶液；

利用內徑不同的雙層玻璃毛細管制成夾層導管灌注模具，將其置于冰臺上并在夾層中加入導電水凝膠前驅體溶液，在雙層玻璃毛細管外加裝隔熱保溫的海綿裝置，對溶液進行交聯固化，得到具有拓撲結構的神經導管；

進一步的，所述通過將甲基丙烯酸化明膠和低分子肽結合，并在其中摻雜碳納米管得到導電水凝膠前驅體溶液的具體步驟為：

配置10wt％的甲基丙烯酸化明膠水凝膠前驅體溶液，取甲基丙烯酸化明膠水凝膠前驅體溶液加入低分子肽中并繼續溶解得到混合溶液，在混合溶液中加入光引發劑并且錫紙避光超聲混合均勻備用，在混合均勻的溶液中加入碳納米管繼續錫紙避光超聲混合均勻。

進一步的，所述低分子肽其分子量為2000Da。