[发明专利]新型功能性磁感应性神经支架进行复合种子细胞修复方法

说明书

技术领域

本发明属于神经损伤修复技术领域，涉及新型功能性磁感应性神经支架进行复合种子细胞修复方法。

背景技术

周围神经缺损是临床最常见的创伤之一。该类型的神经损伤会使受累神经所支配的远端肢体出现完全的感觉和运动功能的双重缺失，从而导致严重残疾的发生，会给患者的工作和生活质量带来巨大的影响。

目前，临床上对于较短距离的周围神经缺损，在无张力缝合的原则基础上，多采用神经断端直接缝合的方法进行修复；而对于长距离的周围神经缺损，则往往采用自体神经移植的方法进行修复。但是，研究表明：自体神经移植仅能实现部分神经功能的恢复，且只有35％～45％的患者在接受移植后能实现运动功能的完全恢复，而感觉神经的功能恢复效果比运动神经或混合型神经要差；同时，这种治疗的方法应用仍然存在诸多的制约因素，例如二次手术、供体神经量有限、配体受体神经不匹配、易形成顽固性神经瘤和神经供区的致残问题。

组织工程神经支架是一种以天然生物材料或者人工合成的高分子聚合物为原料制备而成的，具有特殊的三维结构，用于桥接神经缺损的近端和远端，铺设通道引导再生神经长入，并实现再生神经跨越缺损生长的一种组织工程支架。目前，结构相对简单的神经导管移植物是研究的重点，经多项动物或临床研究证实，其修复长距离神经缺损效果确切。经FDA批准商业化和应用于临床桥接患者神经缺损的组织工程神经支架及相关产品主要集中在这方面。但是大多数神经导管的管壁为密封式设计，既不利于再生神经定向生长，也不利于营养物质、氧和代谢产物的运输，且需要二次手术取出残留植入结构，因而限制了多种神经导管的普及。随着研究的进一步深入，学者们对周围神经损伤局部微环境的研究也越来越重视，渴望通过改善损伤组织局部微环境促进损伤神经的再生和功能的恢复。

磁信号是普遍存在于生活的物理信号，越来越多的研究指出磁场能够定向引导多种细胞的生长，并且能够促进多种细胞分泌营养物质从而促进细胞生长。临床上，磁场作为一种非侵入性的方法被广泛应用，如磁共振成像、低频磁疗等，然而尚未有将可被外磁场磁化的神经导管修复神经缺损的报道。因此，发明一种新的可以通过外部磁场磁化的磁性系统，在神经导管内通过定向引导再生神经生长来促进损伤神经恢复就显得尤为重要。

为了克服这一难题，越来越多的学者开始关注一种新型材料—磁性纳米微粒(Magnetic nanoparticles，MNPs)。MNPs由于具有特殊的磁导向性、超顺磁性，以及表面可连接生化活性功能基团等特性，使其在核酸分析、临床诊断、靶向药物、酶和细胞固定化等领域的应用得到了广泛的发展，其特点是：①超顺磁性，MNPs为FeO和Fe₂O₃的混合价态化合物，其物理长度恰好处于纳米量级(50nm以下)，在受到外加磁场作用时，磁性纳米微粒中相邻原子或离子的热无序磁矩在一定程度上出现与磁场强度方向一致的定向排列，而当外加磁场消失后，粒子的磁性消失。②靶向性，MNPs在外加磁场导向作用下，能靶向性移动、聚集，产生局部特异性浓集，从而实现选择性成像。Chertok等将MNPs注入小鼠静脉，在0.4T磁场中可以选择性聚集在小鼠脑胶质细胞瘤中进行显影。③良好的生物相容性，尽管目前MNPs在体内的代谢过程还未完全阐明，但大量的研究表明其具有良好的生物相容性。Feng等将MNPs注入小鼠体内后，对其尿液及血清中的代谢物进行分析，发现α-苯基琥珀酰亚胺-n-戊酸等代谢产物量仅有细微变化，对小鼠生理无影响。Levy等模仿体内环境，显示纳米微粒分解为纳米晶体，并能稳定悬浮于体液中。Stamopoulos等报道MNPs对人类白细胞、红细胞及血小板无明显影响。N.Bock用简单经济的浸润包被(dip-coating)方法，将MNPs与羟磷灰石-壳聚糖骨再生支架复合，制备了新型磁性骨组织工程支架，对其进行检测，发现其磁性稳定性良好，并且对骨髓间充质干细胞的活性无影响。Yulia Sapir等报道MNPs与藻酸钠制得的磁性材料能够促进内皮细胞体外成血管化，进一步提示了基于MNPs制得的磁性材料在生物学领域的应用前景。

基于磁性纳米微粒的上述优点，将种子细胞与基于MNPs的磁性材料复合从而制备功能性磁感应性神经支架，也许能够通过定向引导再生神经生长，促进营养物质分泌，进而促进种子细胞的粘附、增殖，从而提高功能化组织工程支架的修复能力。然而，目前尚未有将种子细胞与基于MNPs的磁性材料复合制备功能性磁感应性神经支架的文献报道。

发明内容