[发明专利]一种神经组织工程纤维膜及制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种神经组织工程纤维膜，尤其涉及一种具有神经形态和电刺激协同作用的纤维膜及其制备方法。

背景技术：

神经组织工程的最终目标是神经组织自发呈现生化、形态和电学性质。然而，在以往的大多数研究中，人们只是单独的考察了形态和电刺激，或神经突触上生化性质的影响；已经有人证明，用排列整齐的电纺纤维作为模板，可以控制背根神经节(DRG)突触的生长方向，甚至引导轴突生长和神经胶质细胞迁移；近日有报道，胚胎干细胞可以在聚(E-己内酯)纤维上(PCL)分化为神经细胞，并且与随机纤维相比，排列整齐的纤维可提高神经轴突的延伸和指导轴突的生长；早前通过聚吡咯膜施加外部电场的刺激可以显着提高在体外培养的神经元突起的延伸；在固定有细胞外基质蛋白和神经营养因子衍生物的电纺纳米纤维膜表面，具有促进神经组织再生的形态和生化因素的协同效应。载有神经胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)的排列整齐的聚(乙烯E-己内酯-CO-乙基磷酸)(PCLEEP)纳米纤维，可体外持续释放蛋白质达两个月，且这种纤维对于周围神经损伤后功能的恢复有积极作用。

但是关于指导和扩展神经元的电学和形态上的协同效应研究较少，有研究通过刻蚀技术，在覆盖有铟锡氧化物(ITO)的片上制造的聚吡咯(PPY)微通道，并研究胚胎大鼠的海马细胞如何响应电和形态相结合的信号，他们研究了宽为1和2mm的聚吡咯微通道对于突起生长的指导效果，但因为空间分辨率的不足其结果不令人满意；还有研究通过在聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)纤维上沉积聚吡咯，制备得到了亚微米的共轴纤维，但并未将此纤维应用到突触生长的研究中。此外，聚甲基丙烯酸甲酯是一种非生物降解的聚合物，这使得它不利于应用于体内神经组织工程。

因此，目前迫切需要找到一种新的纤维膜的制备方法，使其具有神经元的形态和电刺激的协同效应，应用于神经组织工程中。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供一种具有神经形态和电刺激协同作用的纤维膜及其制备方法。

一种神经组织工程纤维膜，其特征在于：在纳米纤维膜表面包覆一薄层聚吡咯。

所述的纳米纤维膜由重均分子量为5～50万的有机高分子构成，有机高分子选自聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚环氧乙烷(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PELA)以及聚己内酯(PCL)。

一种神经组织工程纤维膜的制备方法，其步骤如下：

(1)配制静电纺丝溶液：将高分子材料溶于水或有机溶剂，配制成质量百分浓度为1～30％W/V的高分子溶液。

(2)制备高分子纤维膜：将所述高分子溶液，注入5ml注射器，连接5号不锈钢枕头(直径1-5mm)，电纺条件为电压10-20千伏，流速0.5-1.5ml/h，接收距离为5～25cm，用不锈钢框(中间有2厘米*2厘米-2厘米*8厘米的空洞)收集排列整齐的纳米纤维。

(3)制备芯鞘纤维：将高分子纤维膜浸泡在0.01-0.05M的吡咯水溶液中，加入10ML的FeCl3(0.01-0.1M)的水溶液，吡咯聚合并在高分子纤维上的沉积；将混合物震摇1-2小时后，聚合物纤维会包覆黑色聚吡咯涂层，其外观由白色变为黑色；然后用水清洗聚吡咯涂层的纤维膜，以去除松散连接的聚吡咯颗粒，最后，室温真空干燥1-2天。

所述高分子材料所对应的溶剂分别为：聚己内酯(PCL)溶于二氯甲烷或四氢呋喃；聚醋酸乙烯酯(PVAc)溶于二甲基甲酰胺(DMF)；PEO溶于水；PVA溶于水或丙酮或水和丙酮的混合液；聚乳酸(PLA)溶于二氯甲烷或二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合液；聚乳酸-乙醇酸共聚物(PELA)溶于二甲基甲酰胺(DMF)或氯仿的溶液。

本发明神经组织工程纤维膜的制备方法，由导电的核壳纳米纤维构成，核心为材料生物相容性极好的高分子，且通过控制制备条件，得到排列整齐的纳米纤维，壳层材料为聚吡咯，生物相容性好，操纵方便，稳定性好，导电性高，并在神经假体中广泛使用，安全性高；所制备的芯鞘纤维，可以提供一个独特的平台使神经突起生长及延伸，工艺简单、易于操作且成本低，在神经组织工程领域有广泛的应用前景。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详述。

一种神经组织工程纤维膜的制备方法，其步骤如下：

(1)配制静电纺丝溶液：将聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)分别溶于二氯甲烷，配制成质量百分浓度为1％和10％W/V的高分子溶液。