專利名稱：一種神經組織工程纖維膜及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種神經組織工程纖維膜，尤其涉及一種具有神經形態和電刺激協同作用的纖維膜及其制備方法。
背景技術：
神經組織工程的最終目標是神經組織自發呈現生化、形態和電學性質。然而，在以往的大多數研究中，人們只是單獨的考察了形態和電刺激，或神經突觸上生化性質的影響；已經有人證明，用排列整齊的電紡纖維作為模板，可以控制背根神經節(DRG)突觸的生長方向，甚至引導軸突生長和神經膠質細胞遷移；近日有報道，胚胎干細胞可以在聚(E-己內酯)纖維上(PCL)分化為神經細胞，并且與隨機纖維相比，排列整齊的纖維可提高神經軸突的延伸和指導軸突的生長；早前通過聚吡咯膜施加外部電場的刺激可以顯著提高在體外培養的神經元突起的延伸；在固定有細胞外基質蛋白和神經營養因子衍生物的電紡納米纖維膜表面，具有促進神經組織再生的形態和生化因素的協同效應。載有神經膠質細胞源性神經營養因子(⑶NF)的排列整齊的聚(乙烯E-己內酯-CO-乙基磷酸)(PCLEEP)納米纖維，可體外持續釋放蛋白質達兩個月，且這種纖維對于周圍神經損傷后功能的恢復有積極作用。但是關于指導和擴展神經元的電學和形態上的協同效應研究較少，有研究通過刻蝕技術，在覆蓋有銦錫氧化物(ITO)的片上制造的聚吡咯(PPY)微通道，并研究胚胎大鼠的海馬細胞如何響應電和形態相結合的信號，他們研究了寬為1和2mm的聚吡咯微通道對于突起生長的指導效果，但因為空間分辨率的不足其結果不令人滿意；還有研究通過在聚 (甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)纖維上沉積聚吡咯，制備得到了亞微米的共軸纖維，但并未將此纖維應用到突觸生長的研究中。此外，聚甲基丙烯酸甲酯是一種非生物降解的聚合物，這使得它不利于應用于體內神經組織工程。因此，目前迫切需要找到一種新的纖維膜的制備方法，使其具有神經元的形態和電刺激的協同效應，應用于神經組織工程中。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種具有神經形態和電刺激協同作用的纖維膜及其制備方法。一種神經組織工程纖維膜，其特征在于在納米纖維膜表面包覆一薄層聚吡咯。所述的納米纖維膜由重均分子量為5 50萬的有機高分子構成，有機高分子選自聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚環氧乙烷(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PELA)以及聚己內酯(PCL)。一種神經組織工程纖維膜的制備方法，其步驟如下(1)配制靜電紡絲溶液將高分子材料溶于水或有機溶劑，配制成質量百分濃度為1 30% W/V的高分子溶液。
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(2)制備高分子纖維膜將所述高分子溶液，注入5ml注射器，連接5號不銹鋼枕頭(直徑l-5mm)，電紡條件為電壓10-20千伏，流速0. 5-1. 5ml/h,接收距離為5 25cm,用不銹鋼框(中間有2厘米拉厘米-2厘米*8厘米的空洞)收集排列整齊的納米纖維。(3)制備芯鞘纖維將高分子纖維膜浸泡在0. 01-0. 05M的吡咯水溶液中，加入 IOML的i^eC13(0. 01-0. 1M)的水溶液，吡咯聚合并在高分子纖維上的沉積；將混合物震搖 1-2小時后，聚合物纖維會包覆黑色聚吡咯涂層，其外觀由白色變為黑色；然后用水清洗聚吡咯涂層的纖維膜，以去除松散連接的聚吡咯顆粒，最后，室溫真空干燥1-2天。所述高分子材料所對應的溶劑分別為聚己內酯(PCL)溶于二氯甲烷或四氫呋喃；聚醋酸乙烯酯(PVAc)溶于二甲基甲酰胺(DMF) ；PEO溶于水；PVA溶于水或丙酮或水和丙酮的混合液；聚乳酸(PLA)溶于二氯甲烷或二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合液；聚乳酸-乙醇酸共聚物(PELA)溶于二甲基甲酰胺(DMF)或氯仿的溶液。本發明神經組織工程纖維膜的制備方法，由導電的核殼納米纖維構成，核心為材料生物相容性極好的高分子，且通過控制制備條件，得到排列整齊的納米纖維，殼層材料為聚吡咯，生物相容性好，操縱方便，穩定性好，導電性高，并在神經假體中廣泛使用，安全性高；所制備的芯鞘纖維，可以提供一個獨特的平臺使神經突起生長及延伸，工藝簡單、易于操作且成本低，在神經組織工程領域有廣泛的應用前景。
具體實施例方式為了加深對本發明的理解，下面結合實施例對本發明作進一步詳述。一種神經組織工程纖維膜的制備方法，其步驟如下(1)配制靜電紡絲溶液將聚乳酸(PLA)和聚己內酯(PCL)分別溶于二氯甲烷，配制成質量百分濃度為和10% W/V的高分子溶液。(2)制備高分子纖維膜將所述高分子溶液，注入5ml注射器，連接5號不銹鋼枕頭(直徑3mm)，電紡條件為電壓15千伏，流速1. 0ml/h，接收距離為20cm，用不銹鋼框(中間有2厘米*5厘米的空洞)收集排列整齊的納米纖維。(3)制備芯鞘纖維將高分子纖維膜浸泡在0. 05M的吡咯水溶液中，加入IOML的 FeC13(0. 083M)的水溶液，吡咯聚合并在高分子纖維上的沉積；將混合物震搖1小時后，聚合物纖維會包覆黑色聚吡咯涂層，其外觀由白色變為黑色；然后用水清洗聚吡咯涂層的纖維膜，以去除松散連接的聚吡咯顆粒，最后，室溫真空干燥2天。
權利要求
1.一種神經組織工程纖維膜，其特征在于在納米纖維膜表面包覆一薄層聚吡咯。
2.根據權利要求1所述的一種神經組織工程纖維膜，其特征在于所述的納米纖維膜由重均分子量為5 50萬的有機高分子構成，有機高分子選自聚醋酸乙烯酯、聚環氧乙烷、 聚乙烯醇、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物以及聚己內酯。
3.—種神經組織工程纖維膜的制備方法，其特征在于其步驟如下(1)配制靜電紡絲溶液將高分子材料溶于水或有機溶劑，配制成質量百分濃度為1 30% W/V的高分子溶液。(2)制備高分子纖維膜將所述高分子溶液，注入5ml注射器，連接5號不銹鋼枕頭，直徑l-5mm，電紡條件為電壓10-20千伏，流速0. 5-1. 5ml/h，接收距離為5 25cm，用不銹鋼框，中間有2厘米拉厘米-2厘米*8厘米的空洞，收集排列整齊的納米纖維。(3)制備芯鞘纖維將高分子纖維膜浸泡在0.01-0. 05M的吡咯水溶液中，加入IOML的 FeC13,0. 01-0. 1M，的水溶液，吡咯聚合并在高分子纖維上的沉積；將混合物震搖1_2小時后，聚合物纖維會包覆黑色聚吡咯涂層，其外觀由白色變為黑色；然后用水清洗聚吡咯涂層的纖維膜，以去除松散連接的聚吡咯顆粒，最后，室溫真空干燥1-2天。
4.根據權利要求3所述的一種神經組織工程纖維膜的制備方法，其特征在于所述高分子材料所對應的溶劑分別為聚己內酯溶于二氯甲烷或四氫呋喃；聚醋酸乙烯酯溶于二甲基甲酰胺；PEO溶于水；PVA溶于水或丙酮或水和丙酮的混合液；聚乳酸溶于二氯甲烷或二甲基甲酰胺和丙酮的混合液；聚乳酸-乙醇酸共聚物溶于二甲基甲酰胺或氯仿的溶液。
全文摘要
本發明公開了一種神經組織工程纖維膜及制備方法，通過高分子材料溶于水或有機溶劑，配制成靜電紡絲溶液；高分子溶液注入注射器，電紡形成排列整齊的納米纖維，制備高分子纖維膜；高分子纖維膜侵泡在吡咯水溶液中形成芯鞘纖維；本發明神經組織工程纖維膜的制備方法，由導電的核殼納米纖維構成，核心為材料生物相容性極好的高分子，且通過控制制備條件，得到排列整齊的納米纖維，殼層材料為聚吡咯，生物相容性好，操縱方便，穩定性好，導電性高，并在神經假體中廣泛使用，安全性高；所制備的芯鞘纖維，可以提供一個獨特的平臺使神經突起生長及延伸，工藝簡單、易于操作且成本低，在神經組織工程領域有廣泛的應用前景。
文檔編號D04H1/728GK102499994SQ20111034489
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者許杉杉, 韓志超 申請人:無錫中科光遠生物材料有限公司