[发明专利]一种羧基化丝素蛋白水凝胶复合神经导管的制备方法

说明书

本发明公开了一种羧基化丝素蛋白水凝胶复合神经导管的制备方法，通过对丝素蛋白进行羧基化处理，实现了壳聚糖氨基与丝素蛋白的化学交联，该交联是在水溶液中进行，不含任何乙醇等有机溶剂残留，因此不会抑制细胞活性，也不会对人体产生安全危害，而且该方法也不需要额外控制温度和pH，不仅有利于血管内皮生长因子的稳定，而且还能在很短的时间内形成水凝胶，并且本发明富含具有血管再生功能的VEGF，能够增强了神经内血管生成，促进神经再生。

技术领域

本发明属于神经组织工程和再生医学领域，具体涉及具有促血管生成功能的羧基化丝素蛋白水凝胶复合神经导管的制备方法。

背景技术

周围神经损伤多由意外事故创伤导致，由于周围神经的结构缺失而导致的感觉、运动和自主神经功能的部分或完全丧失或者神经病性疼痛是其主要症状。由于其较高的发病率和不理想的治疗效果，给患者带来了沉重的负担。目前，对于短节段的神经损伤，通过端对端的缝合进行再生；对于长节段的损伤最常用的治疗方法为神经移植，神经移植中的自体神经移植被认为是治疗周围神经损伤的金标准，与其他治疗方法相比，自体神经移植提供了迄今为止最好的再生效果，然而它也面临着供体不足，获取移植组织区域的功能丧失等缺点。即使自体移植的恢复成功率也只有50％。目前，由天然或合成生物聚合物制成的组织工程神经导管为克服神经移植的限制带来了希望。神经导管作为受损神经之间的桥梁，为两端提供结构支持和营养供应，支持周围组织的生长与轴突的再生。

神经导管的设计分为中空、多孔、开槽、多通道和带填充物五种。中空设计是所有设计中最简单的，但其局限也较大，包括营养成分不足和渗透性较差等缺点，为了克服这些缺点，可以向导管内添加填充物，例如Quigley等人向神经导管中填充富含神经营养蛋白的藻酸盐水凝胶以期增强其神经营养作用和物质交换，在为期四周的横切坐骨神经大鼠模型中证明了其性能的改善。水凝胶是一种富含水的三维聚合物网络，通常是由聚合物化学或物理交联形成的水凝胶质地柔软，有许多优点。例如，水凝胶有一定的保水性、形状稳定性和功能修饰的可能性，因此，理想的水凝胶可以模拟细胞外基质的三维微环境，可以调节细胞行为和组织功能。正因如此，目前水凝胶被广泛应用于药物传递载体、组织工程支架、自愈材料、组织粘合剂等领域。

静电纺丝是目前最热门的制造纳米纤维神经导管的方法，该方法通过在喷嘴尖端和接收器之间施加高电压，从喷嘴中拉出连续的聚合物纤维。由于其纳米纤维的结构形成的微孔可以模拟细胞质基质环境，适合细胞的黏附和生长，目前，静电纺丝已被大量用于生产神经导管。

神经导管和水凝胶材料选择的基本要求是良好的生物相容性、适当的生物降解性和合适的机械性能。最常用的材料是天然和合成聚合物。天然聚合物包括基于蛋白质的胶原、明胶、纤维蛋白等；基于多糖的纤维素和壳聚糖等。合成聚合物包括聚乳酸、聚乙醇酸和聚(ε-己内酯)等一系列人造聚合物。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰化得到的多糖，具有优异的生物降解性、生物相容性、抗菌活性以及低免疫原性。这些优良特性使壳聚糖成为生物医学应用的可行候选材料，在药物输送载体、外科手术线、伤口愈合和组织工程被广泛使用。壳聚糖由β-(1–4)连接的D-氨基葡萄糖和随机分布的N-乙酰氨基葡萄糖基团组成。壳聚糖链上拥有氨基和羟基官能团，这使它们能够与其他官能团形成稳定的共价键，在羟基处，能醚化或酯化，在D-氨基葡萄糖的氨基处能酰胺化或与醛反应，通过这些反应，能将各种分子与壳聚糖接枝交联制备其衍生物而提高性能。