[发明专利]一种神经单元球形支架及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及到提供一种神经单元球形支架，特别涉及的一种实现神经缺损区快速填充和神经元快速修复的神经单元球形支架的组成、制备和应用。

背景技术

目前，由于交通事故、地质灾害、战争等导致颅内损伤病人日益增加，临床手术后颅内通常存在较大的缺损区，如果不能有效愈合，就会造成行动功能、语言、记忆或智力的障碍。

临床应用胶原蛋白海绵作为颅内填充材料，能够降低脑脊液的渗出量，起到填充颅内残腔和重建颅底的作用。也有人用水凝胶作为术后颅内残腔的填充物。但是无论胶原蛋白海绵还是水凝胶，只是起到暂时填补作用，无法真正重建神经元，因此神经功能得不到恢复。寻找和研制较为合适的修复材料或移植支架是解决神经缺损区功能修复的关键。

目前除了自体神经成为首选的神经缺损桥接移植物外，在人类自身仍未找到较为理想、并得到共认和在临床上广泛应用的神经移植替代材料。但是自体神经移植的神经来源有限，并且存在神经的组织结构和尺寸难以匹配等原因，因此未能在临床上广泛使用。

国际上应用神经干细胞移植方法恢复神经缺损区功能，具有一定的效果。但是单纯神经干细胞移植后，细胞的存活率低，并且缺乏必要的定向生长空间，维持时间短。随着组织工程学的出现和发展，近二十多年来人们尝试了多种生物相容性高分子材料包括壳聚糖、明胶、硅胶、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等材料，制备不同结构的导管、套管作为神经桥接支架。这些特殊构造的三维支架无法应用于中枢神经缺损区，并且存在着各自不同的缺点。对于颅内损伤造成的中枢神经缺损区目前尚缺乏有效的修复材料，已有的材料或策略都无法同时满足理想的神经缺损区修复材料要求，即：具有良好的力学性能和空间结构、为神经干细胞最佳的理化和生物学微环境促进其生长、长时间诱导神经的定向分化、促进神经缺损区内神经单元的快速构建和神经网络的有效形成。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种新型神经单元球形支架，这种神经单元球形支架既能为神经再生提供最佳的理化和生物学微环境，又能提供良好的力学性能和定向生长空间，维持时间长，满足神经缺损区的有效填充、局部神经网络和微血管的快速重构等多重目的。

本发明人经过大量研究和实验对比，发现已有报道的各型支架结构都不适应颅内神经缺损区的需要，只有500-2000μm的球形结构才能满足神经缺损区充分填充的要求。此外，已有报道的各种微球，无发适应神经细胞的增长，只有中空结构的球形，并且具有由中心向四周放射的20-100μm孔道的空间结构，才能满足神经细胞生长的空间需要和微血管生成的需要。

由此，本发明的一种用于桥接缺损神经的复合修复材料及其支架，所述的神经单元球形支架由生物相容性的天然、半合成或合成高分子材料构成；所述的神经单元球形支架中分布大量孔道，这些孔道呈现由中心向四周放射的空间结构，中心孔洞与所有孔道相通，神经单元球形支架直径500-2000μm，其内部的孔道直径20-100μm；所述的神经单元球形支架孔道内含有干细胞和血管内皮细胞；所述的神经单元球形支架的骨架内含有微管蛋白抑制剂、神经营养因子、透明质酸、羊毛甾醇和蜗牛蛋白酶的一种或几种组合。

上述的生物相容性的天然、半合成或合成高分子材料选自：壳聚糖、藻酸盐、丝素蛋白、纤维素、胶原蛋白、甲壳素、几丁糖、碳、泊洛沙姆、石墨烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚羟基乙酸、乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙交酯-丙交酯、聚羟基丁酸酯、聚已内酯、聚乙醇酸、脂肪族聚酯、聚磷酸酯、聚碳酸酯、聚氨酯中的一种或几种组合。

上述的干细胞选自：神经干细胞、许旺细胞、骨髓间充质细胞、脂肪间充质干细胞、脐带间充质干细胞、诱导多能干细胞中的一种或几种组合。

上述的微管蛋白抑制剂选自：埃博霉素及其同类物或衍生物、紫杉醇及其同类物或衍生物、秋水仙碱及其同类物或衍生物、长春碱及其同类物或衍生物中的一种或几种组合。

上述的神经营养因子选自：神经生长因子、脑源性神经生长因子、神经分裂素、睫状神经营养因子、白细胞介素-6、成纤维细胞生长因子、白细胞抑制因子、类胰岛素生长因子、胰岛素淀粉肽、表皮生长因子、胶质源性神经营养因子、血小板源性生长因子、转化生长因子β、神经多肽P物质中的一种或几种组合。

上述的制备方法包括如下步骤：

a.以生物相容性高分子材料应用复乳-蒸发法制备形成直径为500-2000μm范围内的微球：