[发明专利]一种组织工程化的人工神经及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医学工程领域，具体涉及一种组织工程化的人工神经及其制备方法。

背景技术

周围神经损伤是常见的外伤，可以单独发生，也可与其他组织损伤合并发生。创伤或手术等造成的周围神经损伤是修复重建外科的常见疾病。对于神经断裂，可以直接进行手术缝合。对于较长距离的神经缺损，必须要在断端间用移植物进行“桥接”。为此，临床上需要大量的神经移植物。目前，自体神经移植能够达到最佳的修复效果，但来源有限并会导致供区功能障碍；异体神经移植除了这些问题外还面临排斥反应等问题；这就使自体、异体神经移植的应用受到限制，不能满足临床需要。所以，采用组织工程方法修复周围神经缺损是解决这一难题的出路。

采用组织工程方法修复周围神经缺损是以研制人工神经移植体即“人工神经”为主要内容。目前，在国内外的人工神经研究中，取得了许多进展，但是，取得临床应用许可的并不多，而且全集中在国外，如获得美国FDA批准的有NeuraGen、SaluBridge、Neurolac、Neuro Matrix、Neuroflex和Neurotube等品牌。至今为止，我国还没有拥有自主知识产权的此类产品。

目前，文献报道的人工神经所能桥接的距离为5mm至80mm之间，具体有10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、40mm长度的神经缺失，但仔细地考察其修复效果，发现结果并不令人满意。判断人工神经促进周围神经缺损修复效果的依据应该为相关肢体感觉和运动机能障碍的恢复程度。通过抓握实验、两点辨别测试和步态分析所确定的肢体运动或感觉功能的部分恢复是目前所取得的最好的修复效果。但是，上述国内外所报道的人工神经实验结果大多处于组织学和电生理水平，因此可以认为，人工神经对周围神经缺损的修复效果差是目前普遍存在的现象，特别是当神经缺损超过一定的长度或所需修复的神经较粗大时，或有肌腱、骨外露等血供不良创面时。分析人工神经对周围神经缺损的修复效果差的原因可能有以下几点：（1）人工神经内部再血管化延迟；（2）轴突的“无序”生长；（3）由于移植体内部孔隙率偏低，孔径偏小，孔隙间联通性差，以至于营养物质的渗透性差，细胞难以获得营养和氧分的支持从而影响其生长；（4）人工神经外壁的孔隙太大，无法为轴突再生营造一个相对封闭的微环境；（5）人工神经内部缺乏一种对轴突具有生长诱导作用的物质和“轨道”，导致轴突的“无序”生长。这些问题都与人工神经内部的结构缺陷直接相关。因此，可以认为，人工神经对周围神经缺损的修复效果差与人工神经内部结构的缺陷相关。

目前，人们着眼于通过微制作技术来改善人工神经内部结构缺陷的问题，通过在人工神经中构建一系列的空隙即微通道，使轴突按人们“所规定好的路线”进行生长，实现轴突的有序生长。如，Sun M等采用微蚀刻的方法，在硅晶片上刻画出3μm深，20μm长，间隔5-20μm的沟槽，再以此为模具将聚合材料制备成具有这种纹理的厚50-100μm的膜材料，作为神经支架。但是微制作技术工艺复杂，制作难度较大。

蚕丝是指家蚕茧丝又称桑蚕茧丝，与蜘蛛丝和柞蚕丝在直径、成分、内部结构等方面均有显著区别。在通常情况下，家蚕茧丝是由两根单丝（由丝素蛋白构成）平行粘合而成，四周由丝胶（由丝胶蛋白构成）包覆。单丝的横截面形状以三角形和椭圆形为主，平均横截面面积为100平方微米左右。蚕丝经“脱胶”处理后，丝胶被去除，余下2条单丝，每条单丝内部会出现众多宽度为2μm左右的缝隙。这些缝隙间是相互联通的，其总面积占单丝横截面积的20%左右，是构建缓释载体的绝佳材料。并且脱胶后的蚕丝单丝堆砌后，相互间所形成的缝隙的横截面面积在10-20平方微米左右，从理论上讲，这刚好能够为一根被雪旺氏细胞包裹的轴突从中穿行，这就从形态结构上，为轴突在人工神经中沿长轴规整平行地生长提供了先决条件。