[发明专利]一种神经生长因子可注射原位水凝胶、制备及其应用

说明书

技术领域

本发明属于神经组织工程和再生医学领域，具体涉及一种神经生长因子可注射原位水凝胶、制备及其在神经修复方面的应用。

背景技术

周围神经损伤是临床上的一种常见病症。目前，临床上一般采用神经吻合、自体神经移植、同种异体神经移植、自体非神经组织移植、生物材料替代等方法来进行神经修复。其中，将生物材料加工成管状结构的神经导管是目前研究的重点。但是当遇到长距离，粗大神经的缺损时，这类单纯由生物材料制成的导管由于缺乏生物活性物质等微环境物质的支持，取得的修复效果非常有限。

神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)是具有神经元营养和促突触生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子，它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。然而，NGF生物半衰期短，不能长期有效促进神经再生；并且NGF易遭受化学结构破坏或被其他化学物质修饰而失去生物活性，使其使用受到限制。所以，设计一种NGF缓控释体系以实现NGF在修复神经的过程中稳定持续释放，在促进神经轴突延伸和髓鞘化的同时，持续发挥神经细胞营养效应，促进受损神经的修复，已成为周围神经修复的研究热点。

近年来，随着智能水凝胶的发展，可注射原位水凝胶作为一种新型水凝胶成为水凝胶研究中的热点之一。所谓可注射原位水凝胶是指注射前为流动的液体，通过注射器注入皮下组织或肌肉组织后，在注射部位原位凝胶化，形成具有一定空间结构和强度的水凝胶。由于其形成机制是利用高分子材料对外界剌激(比如pH值、温度、离子浓度等)的响应，使聚合物在生理条件下发生状态或构象的变化，完成溶液向凝胶的转化过程。因此，这类水凝胶在生理条件下较强的实用性受到了研究者的广泛关注。在组织工程领域，可注射原位凝胶类材料也适应了微创伤技术发展的要求，具有微创伤修复组织缺损或畸形、组织损伤小、不破坏修复区血供、操作简便易行等优点，具有良好的应用前景。

一种理想的可注射性原位水凝胶材料，常需具备以下几个条件：(1)注射前能保持低粘度溶胶状，易于注射：(2)注射后凝胶化立即发生，并在短时间内完成；(3)凝胶可生物降解或可逐渐溶解，降解产物是可生物吸收的；(4)凝胶自身(包括促使原位凝胶化的添加剂)及其降解产物都具有良好的生物相容性；(5)对于药物缓释体系需满足所载药物呈现一定的缓释规律，而作为组织工程支架要求有良好的细胞粘附能力等。

壳聚糖(chitosan,CS)是一种天然的碱性多糖，具有低毒性、良好的生物相容性和生物降解性的特点。此外，壳聚糖还具有抗血栓、促进伤口愈合及软、硬组织的重建等生物活性，广泛应用于生物医药领域。壳聚糖作为NGF的载体或直接用于周围神经缺损的修复，均取得了一定的成功。透明质酸(hyaluronic acid,HA)是一种天然聚阴离子聚合物，同时也是细胞外基质的重要成分之一，广泛存在于人体的大部分器官和组织中，对细胞增殖、分化以及稳定细胞与组织的表型等，均有重要作用。目前已有大量研究证明HA凝胶对神经轴突的生长有促进作用。同时，高浓度、高分子量的HA还具有抑制淋巴细胞、单核细胞和成纤维细胞的迁移，减轻炎症反应，形成免疫屏障的作用，具有很高的利用价值。

虽然将CS和HA用于组织工程有很多优势，但将它们单独制成的水凝胶存在力学强度较低，在体内易出现坍塌，也易出现炎症反应等缺点。所以，CS或HA水凝胶单独作为神经修复用支架材料存在很大的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种神经生长因子原位可注射水凝胶、制备及其应用。该水凝胶具有pH敏感特性，能在人体生理条件下完成溶液-凝胶的转变过程，其注射到神经组织后，会在神经受损部位受体内pH的作用下原位固化，避免外科手术的创伤性。之后利用该水凝胶的环境敏感特性，可以实现NGF在体内的缓慢释放，有效解决NGF因半衰期短、扩散或降解过快所造成的活性降低、突释等问题，保持NGF较好的生物活性，促进神经轴突延伸和髓鞘化，从而达到修复神经的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种神经生长因子原位可注射水凝胶，其特征在于：它是在透明质酸(HA)和壳聚糖盐酸盐的水溶液体系中加入EDC和NHS，在酸性条件下使透明质酸在EDC/NHS作用下生成HA-NHS-活性酯中间体后，再加入NGF(神经生长因子)而得到的。

按上述方案，所述的酸性条件为调节体系pH为4.7-6.0。

按上述方案，所述壳聚糖盐酸盐和透明质酸的质量比为0.5-2.5：1。