本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種神經(jīng)帽及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、神經(jīng)瘤的產(chǎn)生是由于細(xì)胞試圖恢復(fù)受損神經(jīng)末端的軸突連續(xù)性時(shí)，損傷部位雪旺細(xì)胞增殖產(chǎn)生軸突的生長(zhǎng)，再生的軸突無(wú)法到達(dá)其遠(yuǎn)端的目標(biāo)，而是形成一團(tuán)纏結(jié)的球狀物質(zhì)，軸突被截留并導(dǎo)致神經(jīng)性疼痛。例如在神經(jīng)手術(shù)或切斷身體部位(肢體截肢)后可導(dǎo)致較高神經(jīng)瘤的發(fā)生率。神經(jīng)瘤疼痛的典型特征是自發(fā)性痛覺(jué)過(guò)敏和異常性疼痛，疼痛可在傷口完全重塑后持續(xù)，嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量。
2、目前的手術(shù)治療方案包括神經(jīng)瘤切除術(shù)、牽引神經(jīng)切除術(shù)(復(fù)發(fā)率高)，或各種形式的神經(jīng)接合或神經(jīng)埋藏(過(guò)程復(fù)雜)。盡管臨床上對(duì)于神經(jīng)瘤的治療有多種方法，但神經(jīng)瘤的治療并沒(méi)有“黃金標(biāo)準(zhǔn)”，手術(shù)治療的方式并不總是可行的，它可能使患者暴露于更高的風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中，并且不能將受損的神經(jīng)與外部環(huán)境充分隔離。
3、研究表明，神經(jīng)末端加帽(神經(jīng)帽)可以將軸突與外部信號(hào)隔離，減少不適當(dāng)和不規(guī)則的再生軸突和防止神經(jīng)瘤形成?，F(xiàn)有的神經(jīng)帽結(jié)構(gòu)主要是具有封閉端和開口端的管狀體(如專利cn107427605b)，其開口端的管狀結(jié)構(gòu)通體直徑保持一致，這種空間特性缺乏進(jìn)一步限制神經(jīng)瘤形成的能力。并且，目前尚未有現(xiàn)有技術(shù)關(guān)注到神經(jīng)帽的微觀形貌，對(duì)于改變神經(jīng)帽內(nèi)納米纖維的排列方式，來(lái)影響其防止神經(jīng)瘤形成的效果，尚未有過(guò)相關(guān)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，即現(xiàn)有的神經(jīng)帽防止神經(jīng)瘤形成的效果有限，本發(fā)明提供了一種神經(jīng)帽及其制備方法。本發(fā)明的神經(jīng)帽能夠在三維空間上逐漸限制軸突的生長(zhǎng)，并在更大程度上減少軸突的紊亂生長(zhǎng)，進(jìn)而更好地防止神經(jīng)瘤的形成。
2、本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：
3、第一方面，本發(fā)明提供了一種神經(jīng)帽，所述神經(jīng)帽為具有開口端和封閉端的管狀體，所述開口端設(shè)有從開口端向封閉端內(nèi)徑遞減的收束段；所述神經(jīng)帽由垂直于軸向排列的納米纖維構(gòu)成。
4、在本發(fā)明的神經(jīng)帽中，通過(guò)在開口端設(shè)置一段內(nèi)徑按特定方式變化的結(jié)構(gòu)，能夠在三維空間結(jié)構(gòu)上逐漸限制軸突的生長(zhǎng)；同時(shí)，利用定向(垂直于神經(jīng)帽的軸向)排列的納米纖維，能夠通過(guò)接觸引導(dǎo)來(lái)影響橫斷神經(jīng)的再生狀態(tài)，抑制軸突的紊亂生長(zhǎng)，減少神經(jīng)纖維的不適當(dāng)和不規(guī)則再生。通過(guò)上述宏觀和微觀結(jié)構(gòu)上的綜合設(shè)計(jì)，能夠在更大程度上改善切斷神經(jīng)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，同時(shí)為受損的神經(jīng)提供免受外部環(huán)境中的神經(jīng)影響因子和機(jī)械刺激的隔離屏障，進(jìn)而更好地減少疼痛神經(jīng)的發(fā)育，預(yù)防和抑制神經(jīng)瘤的形成。
5、作為優(yōu)選，所述神經(jīng)帽的開口端與封閉端之間為所述收束段；或者，所述神經(jīng)帽中，收束段的內(nèi)徑最小端到所述封閉端之間為內(nèi)徑不變的等徑段。
6、作為優(yōu)選，所述收束段中，兩端的內(nèi)徑之比為2:0.5～1.9，內(nèi)徑最小端的內(nèi)徑為2～5mm；所述收束段的長(zhǎng)度為5～20mm。
7、在收束段中，當(dāng)內(nèi)徑最小端的內(nèi)徑過(guò)小時(shí)，會(huì)造成神經(jīng)帽該位置處的空間過(guò)小，可插入的神經(jīng)殘端有效長(zhǎng)度有限，不便于神經(jīng)帽錨定到周圍組織中，會(huì)造成手術(shù)操作過(guò)程較為復(fù)雜。
8、作為優(yōu)選，所述納米纖維的平均直徑為240～410nm。
9、作為優(yōu)選，所述納米纖維為膠原纖維。
10、膠原材料具有較好的細(xì)胞親和性，能夠逐漸結(jié)合到患者自身的組織中，對(duì)周圍軟組織形成物理屏障。
11、第二方面，本發(fā)明提供了一種所述神經(jīng)帽的制備方法，包括以下步驟：經(jīng)納米纖維分散液注入模具中，通過(guò)定向冷凍干燥使納米纖維垂直于神經(jīng)帽的軸向排列，加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)處理，脫模，得到神經(jīng)帽。
12、本發(fā)明針對(duì)較為復(fù)雜的神經(jīng)帽結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米纖維分散液填充模具、定向冷凍干燥和脫模，能夠得到一體成型的神經(jīng)帽，這對(duì)復(fù)雜的生物材料設(shè)計(jì)和構(gòu)筑具有借鑒意義。
13、作為優(yōu)選，所述定向冷凍干燥包括以下步驟：將模具橫放(即按照神經(jīng)帽橫躺的方向，神經(jīng)帽的軸向與水平面平行)，置于液氮液面上進(jìn)行凍結(jié)，而后進(jìn)行凍干。
14、定向冷凍干燥的機(jī)理如圖7所示(圖7僅用于示意定向冷凍干燥的機(jī)理，其中的圓柱體容器結(jié)構(gòu)、方向不代表本發(fā)明中神經(jīng)帽和模具的結(jié)構(gòu)、方向)，具體而言：在定向冷凍干燥的過(guò)程中，當(dāng)將模具橫向置于液氮液面上時(shí)，通過(guò)液氮的蒸發(fā)吸收熱量，從而使模具內(nèi)的納米纖維分散液從模具最下方開始產(chǎn)生凍結(jié)，使冰晶在單一溫度梯度方向上生長(zhǎng)，進(jìn)而影響納米纖維的排列方向，使其垂直于神經(jīng)帽的軸向排列。
15、進(jìn)一步地，所述凍結(jié)的時(shí)間為35～60min，所述液氮的深度為15～24cm，在凍結(jié)期間每隔25～50min補(bǔ)充一次液氮。
16、進(jìn)一步地，所述凍干的時(shí)間為35～48h。
17、作為優(yōu)選，所述模具的材料為硅膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)和聚苯乙烯(ps)中的一種或多種。
18、作為優(yōu)選，所述交聯(lián)劑為edc(n-(3-二甲氨基丙基)-n’-乙基碳二亞胺)和nhs(n-羥基琥珀酰亞胺)；所述加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)處理包括以下步驟：將模具浸入含交聯(lián)劑的溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，而后將模具轉(zhuǎn)移到水中浸泡，取出后進(jìn)行冷凍干燥。
19、作為優(yōu)選，所述納米纖維分散液的濃度為15～20wt％；所述納米纖維分散液的制備步驟包括：將聚合物材料通過(guò)溶液紡絲制成納米纖維膜；將納米纖維膜粉碎并分散到分散介質(zhì)中，得到納米纖維分散液。
20、進(jìn)一步地，所述納米纖維膜的厚度為0.07～0.18mm。
21、進(jìn)一步地，所述溶液紡絲采用氣流紡絲法，參數(shù)設(shè)計(jì)如下：注射器的針頭內(nèi)徑為23～30g，注射器的推進(jìn)速度為4～9ml/h，注射器的針頭處空氣壓力為0.24～0.64mpa，注射器到接受輥的距離為24～50cm，接受輥的轉(zhuǎn)速為350～1000rpm。
22、進(jìn)一步地，所述將納米纖維膜粉碎并分散到分散介質(zhì)中包括以下步驟：將納米纖維膜裁剪后，采用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行粉碎并分散到分散介質(zhì)中，均質(zhì)機(jī)的轉(zhuǎn)速為10000～15000rpm，攪拌時(shí)間為20～45min。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
24、(1)本發(fā)明的神經(jīng)帽通過(guò)在開口端設(shè)置從開口端向封閉端內(nèi)徑遞減的收束段，并使神經(jīng)帽內(nèi)的纖維垂直于軸向排列，能夠在三維空間上逐漸限制軸突的生長(zhǎng)，并在更大程度上減少軸突的紊亂生長(zhǎng)，進(jìn)而更好地防止神經(jīng)瘤的形成。
25、(2)本發(fā)明的神經(jīng)帽在手術(shù)中具有較好的適應(yīng)性，適用于肌肉組織有限或沒(méi)有可替代的解剖區(qū)域，如各種直徑的肌肉或骨骼的埋藏，神經(jīng)帽中的封口端便于將神經(jīng)帽錨定到周圍組織，遠(yuǎn)離手術(shù)切開和機(jī)械刺激。
26、(3)本發(fā)明采用膠原纖維作為神經(jīng)帽的材料，能夠使神經(jīng)帽具有較好的細(xì)胞親和性，可逐漸結(jié)合到患者自身的組織中，對(duì)周圍軟組織形成物理屏障。
1.一種神經(jīng)帽，所述神經(jīng)帽為具有開口端和封閉端的管狀體，其特征在于，所述開口端設(shè)有從開口端向封閉端內(nèi)徑遞減的收束段；所述神經(jīng)帽由垂直于軸向排列的納米纖維構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的神經(jīng)帽，其特征在于，所述神經(jīng)帽的開口端與封閉端之間為所述收束段；或者，所述神經(jīng)帽中，收束段的內(nèi)徑最小端到所述封閉端之間為內(nèi)徑不變的等徑段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的神經(jīng)帽，其特征在于，所述收束段中，兩端的內(nèi)徑之比為2:0.5~1.9，內(nèi)徑最小端的內(nèi)徑為2~5?mm；所述收束段的長(zhǎng)度為5~20?mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的神經(jīng)帽，其特征在于，所述納米纖維的平均直徑為240~410nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的神經(jīng)帽，其特征在于，所述納米纖維為膠原纖維。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1~5之一所述神經(jīng)帽的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：經(jīng)納米纖維分散液注入模具中，通過(guò)定向冷凍干燥使納米纖維垂直于神經(jīng)帽的軸向排列，加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)處理，脫模，得到神經(jīng)帽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，所述定向冷凍干燥包括以下步驟：將模具橫放，置于液氮液面上進(jìn)行凍結(jié)，而后進(jìn)行凍干。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，所述凍結(jié)的時(shí)間為35~60?min，所述液氮的深度為15~24?cm，在凍結(jié)期間每隔25~50?min補(bǔ)充一次液氮。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，所述交聯(lián)劑為edc和nhs；所述加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)處理包括以下步驟：將模具浸入含交聯(lián)劑的溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，而后將模具轉(zhuǎn)移到水中浸泡，取出后進(jìn)行冷凍干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，所述納米纖維分散液的濃度為15~20wt%；所述納米纖維分散液的制備步驟包括：將聚合物材料通過(guò)溶液紡絲制成納米纖維膜；將納米纖維膜粉碎并分散到分散介質(zhì)中，得到納米纖維分散液。