本發(fā)明涉及一種神經(jīng)導管及其制作方法，尤其涉及一種復合干細胞的仿生神經(jīng)導管及其制作方法。

背景技術：

神經(jīng)纖維缺損常由于創(chuàng)傷、擠壓、手術等原因導致患者神經(jīng)纖維直接或者間接受到損傷而造成。典型表現(xiàn)包括運動障礙、感覺障礙和自主神經(jīng)功能障礙。神經(jīng)纖維損傷后的修復與多種因素有關，但普遍存在著時間長、預后差等多種問題，甚至部分神經(jīng)纖維的損傷、斷裂、缺損根本無法修復，嚴重者將導致終身殘疾。故神經(jīng)纖維損傷后的再生和功能恢復一直是神經(jīng)科學領域的熱門課題。設計具有良好的生物相容性、生物可降解性和力學性能的神經(jīng)導管是臨床醫(yī)學的重大需求。

目前，自體神經(jīng)移植作為神經(jīng)纖維損傷的金標準，是橋接修復神經(jīng)缺損的經(jīng)典方法，但這種方法存在一定缺陷，除供體來源有限，會造成供體部位部分功能喪失及永久性神經(jīng)損傷，還受可修復長度、癱痕形成等問題的限制。當前研究著重于發(fā)展能夠通過設計仿生物理結構促使再生神經(jīng)通過損傷區(qū)的神經(jīng)導管。

具備單孔狀截面結構的人工神經(jīng)導管，在神經(jīng)纖維再生過程中，可提供足夠的力學支撐，以確保再生神經(jīng)纖維不被塌陷或受壓迫的導管結構以及體內(nèi)組織所阻擋。但由于神經(jīng)纖維是神經(jīng)元軸突的集合，每個神經(jīng)元要正確執(zhí)行各自的功能，需要通過雪旺細胞在軸突表面形成的髓鞘，為其提供支持和營養(yǎng)并傳導神經(jīng)沖動。缺損的神經(jīng)纖維的再生過程中，神經(jīng)斷端的雪旺細胞可不斷增殖、移行至神經(jīng)纖維缺損局部。但是在長段神經(jīng)缺損情況下，由于局部炎癥反應及纖維疤痕組織的長入，雪旺細胞的增殖、移行速度往往無法滿足神經(jīng)軸突修復的需要。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，成年動物哺乳的組織中仍然存在干細胞，具有多向分化的能力，經(jīng)過20－30個培養(yǎng)周期仍能保持其多向分化潛能。在適當?shù)臈l件下可分化為骨骼肌細胞、血管內(nèi)皮細胞、中樞神經(jīng)元和神經(jīng)膠質細胞等。干細胞在組織工程研究中有來源廣泛、取材方便、自體取材、不存在倫理問題等優(yōu)勢，是組織工程研究、功能細胞再生以及動物創(chuàng)傷模型研究中的理想種子細胞。

既往的神經(jīng)導管多采用可降解材料注模制備。然而高分子材料親水性差、細胞吸附力弱，在制作細胞與支架材料復合物時，往往效果不甚理想。若在制備過程中加入造孔劑，殘留物存在潛在細胞毒性，影響神經(jīng)生長的危險；采用制備條件控制法造孔又存在孔隙不連續(xù)，缺乏方向性的缺點，因此導管的高度仿生化是制備人工神經(jīng)導管的目標。

為了提供缺損神經(jīng)纖維的良好修復再生條件，需要神經(jīng)導管具備一定的強度、通透性以及較好的細胞親和力、親水性和較大的表面積，從而在保持神經(jīng)軸突生長通道通暢、方便營養(yǎng)物質自由擴散的同時，為細胞提供良好的支持和生長界面；神經(jīng)導管內(nèi)部亦需要有大量雪旺細胞為再生神經(jīng)軸突提供營養(yǎng)、支持并形成髓鞘結構，以便于神經(jīng)軸突再生以及神經(jīng)功能的恢復。故而需要設計既能提高神經(jīng)纖維的結構修復程度又能提高神經(jīng)纖維的修復速度的神經(jīng)導管。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種由高分子絲線采用編織工藝制作成可降解的編織管，并通過常壓等離子體處理后，將培養(yǎng)擴增獲得的哺乳動物干細胞制成凝膠懸液，將編織管與干細胞凝膠懸液復合組裝而成仿生神經(jīng)導管。具有較好的仿生結構并能獲得較快的神經(jīng)纖維修復速度，提高了神經(jīng)纖維修復的效果。

為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：這種復合干細胞的仿生神經(jīng)導管，包括編織管側壁，所述編織管側壁圍成圓管，在編織管側壁內(nèi)設有凝膠和干細胞。

作為優(yōu)選：所述編織管側壁的編織紗為2-4股長絲并捻而成，捻度為200-300捻/m。長絲平均細度6-12tex，為2-3股復絲組成，每根復絲中包含6-12根單絲，單絲直徑10-18μm。

作為優(yōu)選：所述編織管側壁圍成的導管的長度為5-100mm，內(nèi)徑為3-5mm，壁厚為0.5-0.8mm。

這種復合干細胞的仿生神經(jīng)導管的制備方法，包括如下步驟：

1)導管編織所用的高分子絲線連接于編織裝置，采用赫格利斯編織工藝或二維三軸向編織工藝，制作編織導管；

2)編織機錠數(shù)：8-16錠，編織環(huán)境：溫度20±2℃，相對濕度65±2％；編織完畢，需要編織后定型，定型溫度65-75℃，定型時間：10-20min；

3)對定型后的編織導管進行常壓等離子體處理，所用氣體為氦氣或氧氣，氣體溫度為90-110℃，流量為6-18L/min，處理時長為3-15min；

4)將干細胞，在37℃、5％CO₂、95％～98％濕度的條件下擴增，通過傳代純化；收集干細胞后，在4℃條件下用ECM凝膠制成濃度為5×10⁶～1×10⁸cells/ml的懸液；

5)在25℃～28℃條件下，將干細胞凝膠懸液緩緩注入編織導管中，注射速度1-1.5ul/min。

作為優(yōu)選：所述步驟1)中，制作單絲采用聚羥基丁酸-羥基戊酸共聚物PHBV，聚己內(nèi)酯PCL，聚乙二醇PEG、聚乳酸PLA，聚羥基乙酸PGA，聚乳酸-羥基乙酸共聚物PLGA中的一種或幾種材料。

作為優(yōu)選：所述步驟1)中，編織導管所用的編織紗為2-4股長絲并捻而成，捻度為200-300捻/m；長絲平均細度6-12tex，為2-3股復絲組成，每根復絲中包含6-12根單絲，單絲直徑10-18μm。

作為優(yōu)選：所述步驟1)中，制作編織導管采用赫格利斯編織工藝或二維三軸向編織工藝，管壁孔隙率40％-65％。

本發(fā)明具有以下的特點和有益效果：1)神經(jīng)導管所用材料為高分子可降解材料，材料易得，具備一定的強度且生物相容性好；2)通過編織得到的神經(jīng)導管側壁具有較多孔隙、具有一致的方向性，可以通過編織方法的不同，調(diào)節(jié)導管側壁的致密疏松程度，利于營養(yǎng)物質的運輸和交換；3)常壓等離子體射流處理增加了神經(jīng)導管編織纖維表面積，提高導管的親水性和細胞親和力；4)凝膠在導管內(nèi)呈半凝固狀態(tài)，形成支持界面和物質交換界面，有利于干細胞均勻分布在導管內(nèi)部并定植、分化，有利于再生神經(jīng)軸突生長、髓鞘形成，有利于長段神經(jīng)修復；5)本發(fā)明的制備方法步驟簡單，制作成本低，經(jīng)濟效益高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的截面結構示意圖；

圖3為再生神經(jīng)的功能恢復比較圖；

附圖標記說明：編織管側壁1、凝膠2、干細胞3。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。

實施例1

1)編織線的制備:制作直徑12μm的單絲，8根單絲制作成復絲，2股復絲制作成長絲，將2股平均細度6tex的長絲，在溫度25℃、相對濕度70％的大氣條件下，按200捻/m將2股長絲并捻成編織線；

2)編織管的制作:將編織線在10錠立式錠子編織機上，溫度20℃，相對濕度65％環(huán)境下，采用赫格利斯編織工藝進行編織，編織角為45°，套管內(nèi)徑為3mm，壁厚為0.5mm；

3)常壓等離子體處理:所用氣體為氦氣，氣體溫度為90℃，流量為6L/min，處理時長為8min；

4)從自體或異體哺乳動物獲得的骨髓基質干細胞，并置于37℃、5％CO₂、95％濕度的培養(yǎng)箱中擴增，通過傳代純化；

5)在4℃的環(huán)境中，將收集的干細胞懸浮于ECM凝膠制成懸液，懸液的濃度為5×10⁶cells/ml；

6)神經(jīng)導管的組裝：在25℃的環(huán)境中，以1ul/min的注射速度，將干細胞凝膠懸液緩緩注入編織導管中，組裝形成仿生神經(jīng)導管。

實施例2

1)編織線的制備:制作直徑14μm的單絲，6根單絲制作成復絲，2股復絲制作成長絲，將3股平均細度8tex的長絲，在溫度25℃、相對濕度70％的大氣條件下，按250捻/m將2股長絲并捻成編織線；

2)編織管的制作:將編織線在12錠立式錠子編織機上，溫度20℃，相對濕度65％環(huán)境下，采用二維三軸向編織工藝，編織角為55°，套管內(nèi)徑為4mm，壁厚為0.6mm；

3)常壓等離子體處理:所用氣體為氦氣，氣體溫度為100℃，流量為10L/min，處理時長為6min；

4)從自體或異體哺乳動物獲得的胚胎干細胞，并置于37℃、5％CO₂、95％濕度的培養(yǎng)箱中擴增，通過傳代純化；

5)在4℃的環(huán)境中，將收集的干細胞懸浮于ECM凝膠制成懸液，懸液的濃度為1×10⁷cells/ml

6)神經(jīng)導管的組裝：在28℃的環(huán)境中，以1.5ul/min的注射速度，將干細胞凝膠懸液緩緩注入編織導管中，組裝形成仿生神經(jīng)導管。

實施例1-2的神經(jīng)導管促進再生神經(jīng)功能恢復的比較如下：

再生神經(jīng)的功能恢復比較如圖3所示。不同導管修復大鼠神經(jīng)缺損6周后，用行走足印對比法來計算坐骨神經(jīng)指數(shù)(SFI)并進行比較。導管+干細胞組與單純導管組及自體組SFI值均存在明顯差異(P<0.05)。導管+干細胞組SFI值雖不及自體組(P<0.05)，但要優(yōu)于與單純導管組神經(jīng)修復組(P<0.05)。