[发明专利]一种组织工程化神经移植物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种组织工程化神经移植物及其制备方法，属于生物材料和组织工程技术领域。本发明通过优化条纹的规格，使条纹能够最大化地独立诱导EMSCs分化为髓鞘形成细胞(雪旺细胞)，得到EMSCs/生物材料支架复合物。这种EMSCs/生物材料支架复合物既可作为体外研究神经干细胞分化、神经纤维生长和髓鞘形成分子机制的三维细胞培养模型又可用作为组织工程移植物用于体内移植修复神经系统损伤。本发明将EMSCs/微图案化生物材料膜卷成圆筒状多隧道式的神经再生导管用于移植修复坐骨神经损伤，结果表明本发明能通过损伤部位移植，促进神经再生和下肢运动功能恢复，具有良好的临床应用前景和研究开发价值。

技术领域

本发明涉及一种组织工程化神经移植物及其制备方法，属于生物材料和组织工程技术领域。

背景技术

干细胞/组织工程支架移植是修复神经组织损伤的主要策略。在中枢神经系统，大脑的神经细胞通过突起的相互连接形成网络结构。脑组织损伤后，干细胞/支架移植的主要目的是促进新的神经网络形成以恢复其信息整合和传导功能，因此对植入的干细胞/支架的要求是可促进神经网络的形成；与脑组织的信息整合功能相比，脊髓的主要功能是通过下行传导束，如皮质脊髓束将大脑的信息传导到脊髓的运动神经元，并通过上行感觉传导束，如薄束和楔束将脊髓接受的感觉信息上传到大脑。因此，脊髓损伤后，干细胞/组织工程支架移植主要是促进神经传导束的再生和神经纤维的平行性生长并顺向通过损伤部位定向延伸至损伤远端(运动神经)或近端(感觉神经)的脊髓组织，再生的神经纤维沿着原有的通道生长最终与其靶细胞重新建立突触连接。与此同时，所移植的干细胞/组织工程支架还应具有促进新生神经纤维形成髓鞘的作用。周围神经损伤的修复机制与脊髓损伤的修复机制相类似，干细胞/组织工程支架(导管)移植修复外周神经，如坐骨神经损伤，亦促进神经纤维平行性有效再生和髓鞘形成。因此，如何对支架进行物理和化学修饰并选择合适的种子细胞(可分化为髓鞘形成细胞)种植于支架，以诱导神经纤维的平行性生长和髓鞘形成，是提高干细胞/组织工程支架移植修复脊髓或外周神经损伤治疗效果的关键因素。

目前干细胞/支架移植修复脊髓和周围神经(如坐骨神经)损伤主要是将干细胞/生物材料制作成水凝胶或神经导管移植到损伤缺损部位。尤其是当创伤造成外周神经较长缺损时，神经导管移植将是修复神经缺损的最为有效的治疗方法。目前应用的大多数神经导管虽然可促进神经再生，但由于缺少引导神经纤维平行有序生长的条纹，导致神经纤维延伸的方向性迷失，使得纤维前行速度缓慢，同时由于缺少髓鞘形成细胞，使得再生神经纤维的髓鞘化不全(仅仅依靠神经断端残留的内源性雪旺细胞增殖后形成髓鞘)。因此，亟需发明研制一种既能够明显促进再生神经纤维平行性定向生长又能提供髓鞘形成种子细胞，促进体内损伤神经再生和髓鞘形成的神经导管，以供移植，更有效地修复神经损伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种组织工程化神经移植物，以表面引入条纹状微图案的生物材料作为支架，以外胚间充质干细胞EMSCs作为种子细胞，将种子细胞接种到支架上得到组织工程化神经移植物。

在本发明的一种实施方式中，所述生物材料表面利用微图案技术印刻条纹状微图案；所述微图案技术包括但不限于光刻、电子束曝光或纳米压印

在本发明的一种实施方式中，所述条纹状微图案的宽度为1-2μm，间距为1-2μm，条纹高度为1-2μm。

在本发明的一种实施方式中，以聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚己内酯(PCL)、壳聚糖、纤维蛋白原中的一种或多种作为生物材料。

在本发明的一种实施方式中，所述生物材料包括壳聚糖-纤维蛋白。

在本发明的一种实施方式中，所述壳聚糖-纤维蛋白是将壳聚糖和纤维蛋白原通过生物交联剂交联细胞生长因子获得的，所述细胞生长因子为EGF、FGE、NGF、SHH中的一种或多种。

在本发明的一种实施方式中，生物交联剂包括京尼平或/和谷氨酰氨转氨酶(TG)。