[发明专利]一种用于神经再生的定向纤维蛋白与多肽互穿网络复合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了属于生物医用材料技术领域的一种用于神经再生的定向纤维蛋白与多肽互穿网络复合水凝胶及其制备方法。所述复合水凝胶是以纤维蛋白和多肽互穿的复合纳米纤维结构组成。通过静电纺丝制备定向的纤维蛋白水凝胶，交联多肽通过溶胀及物理吸附与纤维蛋白进行互穿，再经过多种交联方式使其稳定结合，形成定向的互穿网络复合水凝胶。本发明复合水凝胶是一种高含水量的复合水凝胶，其组成、结构、力学性能高度仿生天然神经组织的细胞外基质，含有模拟生长因子功能的多肽片段，具有优异的促进神经细胞黏附、神经纤维定向生长，诱导神经和血管再生的作用，可应用于脑、脊髓和外周神经损伤的神经再生修复。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，尤其涉及一种用于神经再生的定向纤维蛋白与多肽互穿网络复合水凝胶及其制备方法。

背景技术

神经损伤是世界上常见的临床难题，包括中枢神经损伤和周围神经损伤，具有高发病率、高致残率和低龄化的特点，是医学界亟待解决的重大问题。神经损伤严重影响了患者的正常生活和家庭幸福，还会给社会带来巨大的经济负担，目前尚无有效且便捷的治疗手段和方法用于神经损伤修复。神经损伤后的修复是一系列复杂的病理过程，神经再生过程缓慢，疤痕组织的形成，抑制微环境的产生，运动终端组织、功能退化等因素限制了损伤神经的修复。针对目前临床上遇到的困难，组织工程技术被广泛重视。其中，构建组织工程神经支架是神经再生治疗方法中的研究热点和有效方法。目前相关的神经桥接材料多为神经导管，神经导管是缝合或固定在神经缺损两端，为神经再生提供空间的管状结构，它能够引导轴突再生，防止损伤部分受到瘢痕组织和细胞的侵袭而阻碍神经再生过程。然而，简单的神经导管本身不具有神经营养因子和神经的取向结构等众多调控神经修复的因素，导致修复效果不佳；此外，长距离、大尺寸的神经缺损难以通过简单的神经导管来修复。因此，有必要开发一种具备多功能多信号的神经支架材料，能够在提供神经长入空间的同时，在三维空间内支持细胞的分布和再生轴突的生长，同时能够保障材料的细胞亲和性、力学性能等满足神经损伤的再生修复需求。

纤维蛋白是一种广泛应用的传统生物材料，在凝血酶的作用下由可溶性的前体分子纤维蛋白原聚合形成。纤维蛋白在止血和受损组织修复中起着重要作用，不仅可以作为支架材料，还能调控受损后细胞的行为。中国专利CN201611258868.7公开了一种用于脊髓损伤修复的仿生纤维蛋白水凝胶束及其制备方法。它是由纤维蛋白通过静电纺丝技术制备而成，可以复合一种或多种多糖，具有多级取向性结构。但是，单一的纤维蛋白或复合多糖水凝胶缺少促进组织再生的生长因子等，对长距离、大尺寸的损伤神经的修复效果有限。纤维蛋白分子上有大量的生长因子、整联蛋白以及其他ECM成分的结合位点，能够通过改性来增加有利于神经再生的信号，达到更好的修复效果。

生长因子是一类具有刺激细胞增殖、诱导细胞分化等生物学效应的小分子蛋白或多肽，对诱导细胞增殖分化、组织或器官的修复重建都具有重要的促进和调节作用。损伤部位的局部生长因子的存在对调节各种神经和非神经细胞的表型改变起着至关重要的作用。神经损伤后，病理环境中的神经营养因子是极度匮乏的，虽然远端神经残端的神经细胞分泌的内源性生长因子能够一定程度上支持轴突再生，但是该种细胞分泌因子的效率及持续时间有限。所以神经损伤修复需要依赖于外源性生长因子的添加。然而外源性生长因子的临床应用还存在许多问题。一方面，大多数生长因子由于半衰期短，扩散快，在体内迅速降解，而另一方面使用高剂量生长因子可能存在未知的安全性问题。与可溶性生长因子不同，模拟生长因子功能的生物活性多肽片段具有理化性质稳定、活性持久、无毒无害、可降解的优点，被广泛用作生长因子的替代物。

基于上述内容，亟待提供一种同时兼具神经仿生定向结构及类神经生长因子的促进神经修复的功能定向纤维复合水凝胶。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种用于神经再生的定向纤维蛋白与多肽互穿网络复合水凝胶，所述复合水凝胶由纤维蛋白与多肽复合的定向纤维通过互穿原位交联构成；所述复合水凝胶具有多级取向性结构，复合水凝胶直径为0.5-5.0mm，复合水凝胶由微米纤维丝束构成，微米纤维丝束直径为10μm-100μm；微米纤维丝束由纳米纤维丝束构成，纳米纤维丝束直径为100nm-500nm。