降解速率可控的引导神经再生的功能材料及其制备方法与应用_2

文档序号:9736657阅读:来源:国知局
059] X27、在促进神经损伤动物运动功能恢复中的应用;
[0060] X28、在制备促进神经损伤动物运动功能恢复产品中的应用。
[0061] 上述应用中,所述神经可为中枢神经,如脊髓。所述轴突可为断裂轴突。所述动物 可为哺乳动物,如人或大鼠。
[0062] 本发明中,NHS可为sigma-al化ich公司产品,货号为130672dEDC可为sigma公司产 品,货号为E6383。
[0063] 申请人通过大量实验摸索,通过对胶原的神经导向性优化和降解性的调控,制备 了一种降解速率可控的可引导神经再生的功能材料,该材料具有一定力学弹性,可较好的 伸展,可W诱导神经元轴突沿材料延伸方向生长,可在神经损伤部位逐步降解,抑制损伤部 位胶质癒痕形成,移植后可促进脊髓损伤后动物运动能力的恢复,为神经损伤修复提供新 方法。
[0064] 实验证明,本发明的功能材料的制备方法可W制备不同降解速率的功能材料:在 胶原酶溶液中,未交联NHS和抓C的20mg胶原支架材料在4个小时内完全降解,而交联NHS和 EDC得到的功能材料降解速率明显变慢,并且降解速率与NHS和抓C的浓度呈剂量依赖性变 化,在抓C和NHS浓度分别为Img/m巧日0.25mg/ml的交联液中得到的功能材料的降解速率为 0.78±0.12mg/h,在邸C和NHS浓度分别为2mg/m巧日0.5mg/ml的交联液中得到的功能材料的 降解速率为0.16 ± 0.02mg/h,在抓C和NHS浓度分别为4mg/m巧日Img/ml的交联液中得到的功 能材料的降解速率为0.078 ± O. OO13mg/h。在修复动物体内的损伤脊髓时,与胶原支架材料 相比,功能材料降解变慢,并可W与体内组织较好的融合,起到填充引导作用。在实际应用 中,可通过调节交联液中N服和邸C的浓度进一步调整功能材料的降解速率。
[0065] 本发明的功能材料达到了理想的神经再生生物材料的要求,可W用来修复损伤神 经,也可用来制备修复损伤神经的产品。
【附图说明】
[0066] 图1为功能材料的特征。其中,A为功能材料的外观照片;B为功能材料的扫描电镜 照片;C为功能材料的透射电镜照片。
[0067] 图2为不同交联剂处理的材料在胶原酶中的降解情况分析。
[0068] 图3为胶原支架材料和功能材料的机械强度。其中,A为胶原支架材料的机械强度; B为功能材料的机械强度。
[0069] 图4为功能材料在修复大鼠脊髓损伤中的降解情况。其中,A为对照组大鼠脊髓损 伤修复中胶原支架材料的皿染色染色结果,B为实验组大鼠脊髓损伤修复中功能材料的皿 染色染色结果;标尺为1mm。
[0070] 图5为实验组大鼠体内的功能材料连同与之相连的功能材料两端的部分脊髓组织 的化Stin的免疫染色和细胞核的DAPI染色结果。其中,红色为化Stin的免疫染色,蓝色为细 胞核DAPI染色,标尺为1mm。
[0071] 图6为大鼠脊髓损伤处的胶质癒痕形成情况。其中,A为未修复对照组,B为实验组。 红色为胶质癒痕CSPG阳性染色,绿色为胶质细胞GFAP的染色,标尺为500WI1。
[0072] 图7为实验组大鼠和未修复对照组大鼠的BBB行为学评分。其中,对照表示未修复 对照组,材料移植组表示实验组。
【具体实施方式】
[0073] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐 明本发明,而不是为了限制本发明的范围。
[0074] 下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
[0075] 下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0076] 下述实施例中的N-径基班巧酷亚胺(N服)为Sigma公司产品,货号为130672; 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐化DC)为Simga公司产品,货号为E6383。
[0077] 下述实施例中的大鼠为北京维通利华实验动物技术有限公司公司产品,产品目录 号为101。
[0078] 实施例1、功能材料的制备 [00巧]1、预处理筋膜
[0080]取新鲜带有白色筋膜的成年牛肌肉,用冷的去离子水冲洗3遍;用綴子和手术刀分 离出筋膜,尽量去除内层粘附的肌肉组织和外层的脂肪等组织,得到预处理筋膜。
[0081 ] 2、功能材料制备
[0082] 将预处理筋膜按如下步骤处理,其中步骤I)和2) W及步骤4)和6)均在4°C下进行, 步骤3)和5)均在37°C下进行:
[0083] 1)将步骤1得到的预处理筋膜在化BP (憐酸S下醋)溶液(TnBP溶液为向50mM化i S-肥1缓冲液(pH=7.6)中加入化BP得到的溶液,TnBP溶液中化BP的体积百分比浓度为1 % )中 解育48小时,每12小时换液一次,得到化BP处理的材料;
[0084] 2)将步骤1)得到的化BP处理的材料在化Cl溶液(化Cl溶液为向25mM化is-HCl缓 冲液(pH=7.6)中加入化Cl得到的溶液,化Cl溶液中化Cl的浓度为1.5M)中解育36小时,每 隔3小时换液一次,得到化Cl处理的材料;将化Cl处理的材料先用去离子水清洗20次,每次 20分钟,再用3% (体积百分比浓度)的Tween20水溶液处理35分钟,最后用去离子水清洗10 次,每次20分钟;
[0085] 3)将步骤2)清洗后的NaCl处理的材料在膜蛋白酶溶液(膜蛋白酶溶液为向 25mM化i S-HCl缓冲液(抑=7.6)中加入膜蛋白酶得到的溶液,膜蛋白酶溶液中膜蛋白酶的 浓度为1.5g/100ml)中解育2.5小时,得到膜蛋白酶处理的材料;
[0086] 4)将步骤3)得到的膜蛋白酶处理的材料用去离子水清洗10次,每次20分钟,然后 用去离子水清洗过夜,第二天用注射用水清洗5次,每次30分钟,得到胶原支架材料;
[0087] 5)将步骤4)清洗后的20g胶原支架材料在交联液1(交联液1由溶剂和溶质组成,溶 剂为水,溶质及其浓度分别为邸C Img/ml,NHS 0.25mg/ml)中于37度交联处理16小时,得到 交联产物1;
[008引将步骤4)清洗后的20g胶原支架材料在交联液2 (交联液2由溶剂和溶质组成,溶剂 为水,溶质及其浓度分别为抓C 2mg/ml,NHS 0.5mg/ml)中于37度交联处理16小时,得到交 联产物2;
[0089] 将步骤4)清洗后的20g胶原支架材料在交联液3(交联液3由溶剂和溶质组成,溶剂 为水,溶质及其浓度分别为抓C 4mg/ml,NHS Img/ml)中于37度交联处理16小时,得到交联 产物3;
[0090] 6)分别将步骤5)中的交联产物1、交联产物2和交联产物3分别用去离子水清洗20 次,每次20分钟,分别得到预功能材料1、预功能材料2和预功能材料3;
[0091 ] 7)分别将预功能材料1、预功能材料2和预功能材料3在0.1 Pa冻干24小时,分别得 到功能材料1、功能材料2和功能材料3,捆扎成束。
[0092] 步骤7)得到的功能材料1-3外观均为白色束状排列的细丝,每束直径为2-4mm, 0.1-0.2g,长度为IOcm(图1中A)。利用扫描电镜观察可看到功能材料内部纤维纵向有序排 列(图1中B)。利用透射电镜观察,可看到材料内部胶原纤维呈典型的明暗相间的S螺旋结 构(图1中C)。
[0093] 实施例2、实施例1的功能材料的特性
[0094] 1、降解特性
[0095] 分别按照W下操作步骤检测实施例1的胶原支架材料W及和功能材料1、功能材料 2和功能材料3的降解特性,实验重复=次:
[0096] 将0.0?上述材料浸泡于2ml胶原酶水溶液(胶原酶水溶液为向去离子水中加入胶 原酶得到的胶原酶的质量百分比浓度为0.1%的液体)中,分别在浸泡1、2、4、8、16、32、64和 128小时称量材料的剩余质量(表1 ),剩余质量比如图2和表2所示。
[0097]表1、功能材料的剩余质量(g)
[0099]表2、功能材料的剩余质量比(% )
[0101] 结果显示,未交联NHS和抓C的胶原支架材料在4个小时内完全降解,而交联NHS和 EDC得到的功能材料降解速率明显变慢,并且降解速率与NHS和抓C的浓度呈剂量依赖性变 化(图2),在0-16小时内,功能材料1的降解速率为0.78±0.12mgA,在0-128小时内,功能材 料2的降解速率为0.16 ±0.02mg/h,在0
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