本發(fā)明屬于生物醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管及其制備方法。

背景技術(shù)：

神經(jīng)系統(tǒng)再生能力有限，先天畸形、外傷、手術(shù)等造成的神經(jīng)損傷均會導(dǎo)致支配區(qū)感覺喪失、運(yùn)動障礙及神經(jīng)源性疼痛等。短距離神經(jīng)缺損，可直接手術(shù)縫合，但大于1cm的長段周圍神經(jīng)缺損，需采用自體神經(jīng)移植或通過人工神經(jīng)移植物輔助神經(jīng)再生。采用自體神經(jīng)移植修復(fù)雖然效果尚可，但存在來源受限、殘留供區(qū)感覺功能障礙、增加供區(qū)創(chuàng)傷、需要多次手術(shù)等缺點(diǎn)，因此人工構(gòu)建的神經(jīng)移植物成為神經(jīng)再生的研究重點(diǎn)。神經(jīng)細(xì)胞再生是神經(jīng)功能恢復(fù)的前提，神經(jīng)細(xì)胞再生的首要條件是要有合適的生長環(huán)境。人們開發(fā)了許多不同材料組成及構(gòu)型的移植物，試圖引導(dǎo)軸突生長，提高神經(jīng)再生的能力，如長絲、纖維束、中空纖維、多層管等，其中靜電紡納米纖維在神經(jīng)修復(fù)中的應(yīng)用研究尤其受到人們的關(guān)注。

近年研究發(fā)現(xiàn)靜電紡絲納米纖維用于神經(jīng)修復(fù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)納米級纖維具有高比表面積，增加了細(xì)胞和纖維的接觸面積，可攜帶并釋放藥物、蛋白、核酸等多種生物化學(xué)物質(zhì)，不但利于神經(jīng)細(xì)胞黏附、遷移、增殖，還可促進(jìn)軸突伸展；(2)對比無序和有序排列納米纖維看，目前研究已證明取向納米纖維的確對軸突伸展具有引導(dǎo)作用，這對神經(jīng)再生與修復(fù)具有重要意義；(3)納米纖維支架能夠模仿細(xì)胞外基質(zhì)，為神經(jīng)細(xì)胞再生提供合適生長環(huán)境，具有高滲透性，有利于營養(yǎng)物質(zhì)、O₂滲透及細(xì)胞攝取和代謝產(chǎn)物排出。

基于以上優(yōu)勢，人們紛紛利用納米纖維構(gòu)建神經(jīng)導(dǎo)管及其移植物。前期人們主要是將靜電紡納米纖維收集于高速旋轉(zhuǎn)的細(xì)金屬轉(zhuǎn)棍上，直接形成的纖維管。如專利CN 101439205A、CN 102091353A和CN 102671235A等均是采用不同的高聚物和填充材料，利用單噴頭或同軸靜電紡絲技術(shù)，將納米纖維直接噴覆在高速轉(zhuǎn)棍上，將轉(zhuǎn)棍取出后形成神經(jīng)導(dǎo)管。利用該方法制備的神經(jīng)導(dǎo)管，其最大問題是纖維取向與導(dǎo)管軸向垂直，不利于引導(dǎo)受損神經(jīng)沿著導(dǎo)管軸向生長。于是利用高速轉(zhuǎn)輥收集形成取向納米纖維膜，垂直于纖維取向?qū)⒃撃ぞ砝@成神經(jīng)導(dǎo)管成為人們的選擇，專利CN 102525689A和CN 103127548A等就是采用不同材料組成的高取向纖維膜，通過卷繞方法形成了神經(jīng)導(dǎo)管。然而該卷繞管在進(jìn)一步的修復(fù)研究中也發(fā)現(xiàn)了諸多問題，突出表現(xiàn)在：通過卷繞形成的神經(jīng)導(dǎo)管只有一個中腔，僅在導(dǎo)管內(nèi)壁含有取向納米纖維，而神經(jīng)是束狀結(jié)構(gòu)，難以高效引導(dǎo)受損神經(jīng)。因此，將纖維膜直接卷繞成束狀將提高接觸引導(dǎo)效率。然而，單一的卷繞將使纖維膜間缺乏空隙，不利于神經(jīng)長入。此外管狀移植物在手術(shù)中及手術(shù)后易塌陷，不利于營養(yǎng)傳輸與神經(jīng)長入。因此設(shè)計新的成膜方式和卷繞方法，構(gòu)建含有微通道、微導(dǎo)管、空隙層的復(fù)合結(jié)構(gòu)物，而不僅僅是含有一個中腔的管狀物，將成為該領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管及其制備方法，能夠修復(fù)超過1cm受損距離，感知與運(yùn)動功能恢復(fù)明顯的神經(jīng)導(dǎo)管，改變現(xiàn)有納米纖維管狀移植物的不足，并能提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)方案：一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管，所述導(dǎo)管是由“皮-芯”結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述的“芯”是由含微通道的取向納米纖維膜卷繞成的束狀纖維構(gòu)成，所述的微通道直徑為30-200um，與納米纖維取向平行，所述的納米纖維直徑為80-450nm；所述的“皮”是由取向納米纖維膜卷繞包覆，然后再噴覆一層無規(guī)納米纖維膜復(fù)合而成。

作為優(yōu)化：所述“芯”的材料由絲素、明膠、層粘連蛋白、膠原中的一種或幾種天然聚合物組成，或由聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成中的一種或幾種組成，也可以是由上述天然與合成高聚物中的一種與多種組成；按重量計，“芯”的重量占85-90％。

作為優(yōu)化：所述“皮”的材料為聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成中的一種或幾種組成。

一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括如下步驟：

(1)將由絲素、明膠、層粘連蛋白、膠原中的一種或幾種，或聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成中的一種或幾種組成，或上述天然與合成高聚物中的一種與多種組成的聚合物溶解在揮發(fā)性溶劑中，采用靜電紡絲技術(shù)，利用直徑為200mm的高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為1000-3000rpm，形成高取向納米纖維膜，以此作為微通道納米纖維膜的“基層”；

(2)平行于納米纖維取向，在已形成的“基層”表明平行排列直徑為32-210um的長絲，間距為0.02-0.2mm；所述的長絲采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)預(yù)先涂覆處理；

(3)利用紡制基層的高聚物與工藝條件，繼續(xù)靜電紡絲，在已排列長絲的“基層”表明形成“通道層”；

(4)將纖維膜從高速轉(zhuǎn)輥取下，根據(jù)長絲表面涂覆材料的不同，將纖維膜放于40-95℃的水或乙醇中處理10-30min中，然后把長絲從纖維膜中抽出，在“基層”與“通道層”間形成直徑為30-200um的微通道；

(5)垂直于納米纖維方向，將該含有微通道的纖維膜剪成10-30mm的長條；

(6)將長條的“基層”貼附在細(xì)的金屬圓輥上，然后卷繞成直徑為1-3mm的卷繞物，形成神經(jīng)導(dǎo)管的納米纖維束“芯”；

(7)聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成中的一種或幾種溶解在揮發(fā)性溶劑中，利用直徑為200mm的高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為1000-3000rpm，收集4-6h，形成厚度為15-25um的高取向纖維膜；

(8)垂直于纖維取向，將步驟(7)中的纖維膜剪成比步驟(5)中長條寬4mm的長條，包裹在步驟(6)形成的該卷繞物表面，包裹1-2層，兩端形成2mm的“鞘”；

(9)將步驟(7)中的聚合物溶液靜電紡絲，在步驟(8)形成的卷繞物表面噴覆一層無規(guī)納米纖維膜，最終形成神經(jīng)導(dǎo)管的“皮”；

(10)將金屬圓輥抽出，形成含有微通道及取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管。

作為優(yōu)化：除膜內(nèi)含有微通道外，在纖維膜間還含有20-200um的通道。

作為優(yōu)化：所述“鞘”的縫合強(qiáng)力為2-2.7N/針，“芯”的降解速度為3-12周，“鞘”的降解速度為8-20周。

作為優(yōu)化：其總長度為14-34mm，經(jīng)過卷繞的納米纖維束“芯”長度為10-30mm，神經(jīng)導(dǎo)管兩端具有長度為2mm的縫合鞘，可用于受損長度為10-30mm的神經(jīng)修復(fù)。

有益效果：本發(fā)明構(gòu)建方法是先將具有良好生物相容的高聚物靜電紡絲，以高速轉(zhuǎn)輥收集，形成多通道高取向納米纖維膜。垂直于纖維取向，通過各種卷繞方式，形成含有微通道的纖維束，以此作為神經(jīng)移植物的“芯”。在芯的表面再包覆1-2層取向納米纖維膜，形成“鞘”的內(nèi)層，最后靜電噴覆形成“鞘”外層。具體優(yōu)勢如下：

(1)實(shí)現(xiàn)含有納米纖維束的神經(jīng)導(dǎo)管構(gòu)建。目前構(gòu)建的含有取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管主要有兩種，一是通過高速轉(zhuǎn)輥直接收集納米纖維并形成導(dǎo)管，該纖維的取向與管的軸向垂直，不利于引導(dǎo)神經(jīng)生長；另一種是通過卷繞形成的僅含有一個中腔的導(dǎo)管，該導(dǎo)管僅能通過管壁的取向納米纖維引導(dǎo)神經(jīng)生長，而神經(jīng)是束狀結(jié)構(gòu)，難以高效引導(dǎo)。本發(fā)明將利用取向納米纖維膜通過各種方式卷繞，形成納米纖維束，纖維取向與神經(jīng)長入方向一致，高效引導(dǎo)神經(jīng)再生。

(2)實(shí)現(xiàn)在移植物內(nèi)含有微通道。傳統(tǒng)的納米纖維膜盡管有許多孔洞，但層狀卷繞后，缺乏通道，不利于神經(jīng)長入。本發(fā)明為改善這一弊端，擬在靜電紡絲過程中，嵌入支撐物，紡絲完成后抽取支撐物形成“層內(nèi)”微通道，通過卷繞后再形成“層間”通道，增加再生神經(jīng)的生長與引導(dǎo)空間。

(3)實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建。本發(fā)明是先一次性紡制含有微通道的高取向納米纖維膜，然后根據(jù)受損神經(jīng)長度，垂直于纖維取向，剪取纖維膜，然后卷繞形成納米纖維束。最后，卷繞單層取向納米纖維膜并通過靜電噴覆形成無紡納米纖維層以提高其強(qiáng)度。該構(gòu)建技術(shù)極大提高了原先利用轉(zhuǎn)輥收集納米纖維形成導(dǎo)管的生產(chǎn)速度，便于未來產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的不同轉(zhuǎn)速下聚乳酸纖維的代表性圖像示意圖；

圖2為本發(fā)明對于三電機(jī)速度徑向像素強(qiáng)度的FFT圖；

圖3為本發(fā)明神經(jīng)導(dǎo)管橫截面掃描電鏡電鏡照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管，導(dǎo)管是由“皮-芯”結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

“芯”是由含微通道的取向納米纖維膜卷繞成的束狀纖維構(gòu)成，微通道直徑為30um，與納米纖維取向平行，納米纖維直徑為80nm。“芯”的材料由絲素、明膠、層粘連蛋白、膠原這幾種天然聚合物組成；按重量計，“芯”的重量占85％。

“皮”是由取向納米纖維膜卷繞包覆，然后再噴覆一層無規(guī)納米纖維膜復(fù)合而成?！捌ぁ钡牟牧蠟榫廴樗?PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯合成聚合物組成。

一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括如下步驟：

(1)將由絲素、明膠、層粘連蛋白、膠原這幾種組成的聚合物溶解在揮發(fā)性溶劑中，采用靜電紡絲技術(shù)，利用高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為1000rpm，直徑為200mm，形成高取向納米纖維膜，以此作為微通道納米纖維膜的“基層”；

(2)平行于納米纖維取向，在已形成的“基層”表明平行排列直徑為32um的長絲，間距為0.02mm；長絲采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)預(yù)先涂覆處理；

(3)利用紡制基層的高聚物與工藝條件，繼續(xù)靜電紡絲，在已排列長絲的“基層”表明形成通道層；

(4)收集6h后，將纖維膜從高速轉(zhuǎn)輥取下，根據(jù)長絲表面涂覆材料的不同，將纖維膜放于40℃的水或乙醇中處理10min中，然后把長絲從纖維膜中抽出，在“基層”與“通道層”間形成直徑為30um的微通道；

(5)垂直于納米纖維方向，將該含有微通道的纖維膜剪成10mm的長條；

(6)將長條的“基層”貼附在細(xì)的金屬圓輥上，然后卷繞成直徑為1mm的卷繞物，形成神經(jīng)導(dǎo)管的納米纖維束“芯”；

(7)聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯合成聚合物組成的溶解在揮發(fā)性溶劑中，利用高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為1000rpm，轉(zhuǎn)輥直徑為200mm，收集4h，形成厚度為15um的高取向纖維膜；

(8)垂直于纖維取向，將步驟(7)中的纖維膜剪成比步驟(5)中長條寬4mm的長條，包裹在步驟(6)形成的該卷繞物表面，包裹1層，兩端形成2mm的“鞘”；

(9)將步驟(7)中的聚合物溶液靜電紡絲，在步驟(8)形成的卷繞物表面噴覆一層無規(guī)納米纖維膜，最終形成神經(jīng)導(dǎo)管的“皮”；

(10)將金屬圓輥抽出，形成含有微通道及取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管。

其中，除膜內(nèi)含有微通道外，在纖維膜間還含有20um的通道?！扒省钡目p合強(qiáng)力為2N/針，“芯”的降解速度為3周，“鞘”的降解速度為8周。其總長度為14mm，經(jīng)過卷繞的納米纖維束“芯”長度為10mm，神經(jīng)導(dǎo)管兩端具有長度為2mm的縫合鞘，可用于受損長度為10mm的神經(jīng)修復(fù)。

實(shí)施例2

一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管，導(dǎo)管是由“皮-芯”結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

“芯”是由含微通道的取向納米纖維膜卷繞成的束狀纖維構(gòu)成，微通道直徑為200um，與納米纖維取向平行，納米纖維直徑為450nm。“芯”的材料由聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成；按重量計，“芯”的重量占90％。

“皮”是由取向納米纖維膜卷繞包覆，然后再噴覆一層無規(guī)納米纖維膜復(fù)合而成?！捌ぁ钡牟牧蠟榫廴樗?PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成。

一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括如下步驟：

(1)將由聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成中的聚合物溶解在揮發(fā)性溶劑中，采用靜電紡絲技術(shù)，利用高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為3000rpm，直徑為200mm，形成高取向納米纖維膜，以此作為微通道納米纖維膜的“基層”；

(2)平行于納米纖維取向，在已形成的“基層”表明平行排列直徑為210um的長絲，間距為0.2mm；長絲采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)預(yù)先涂覆處理；

(3)利用紡制基層的高聚物與工藝條件，繼續(xù)靜電紡絲，在已排列長絲的“基層”表明形成通道層；

(4)收集12h后，將纖維膜從高速轉(zhuǎn)輥取下，根據(jù)長絲表面涂覆材料的不同，將纖維膜放于95℃的水或乙醇中處理30min中，然后把長絲從纖維膜中抽出，在“基層”與“通道層”間形成直徑為200um的微通道；

(5)垂直于納米纖維方向，將該含有微通道的纖維膜剪成30mm的長條；

(6)將長條的“基層”貼附在細(xì)的金屬圓輥上，然后卷繞成直徑為3mm的卷繞物，形成神經(jīng)導(dǎo)管的納米纖維束“芯”；

(7)聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成組成的聚合物溶解在揮發(fā)性溶劑中，利用高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為3000rpm，轉(zhuǎn)輥直徑為200mm，收集6h，形成厚度為25um的高取向纖維膜；

(8)垂直于纖維取向，將步驟(7)中的纖維膜剪成比步驟(5)中長條寬4mm的長條，包裹在步驟(6)形成的該卷繞物表面，包裹1-2層，兩端形成2mm的“鞘”；

(9)將步驟(7)中的聚合物溶液靜電紡絲，在步驟(8)形成的卷繞物表面噴覆一層無規(guī)納米纖維膜，最終形成神經(jīng)導(dǎo)管的“皮”；

(10)將金屬圓輥抽出，形成含有微通道及取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管。

其中，除膜內(nèi)含有微通道外，在纖維膜間還含有200um的通道。“鞘”的縫合強(qiáng)力為2.7N/針，“芯”的降解速度為12周，“鞘”的降解速度為20周。其總長度為34mm，經(jīng)過卷繞的納米纖維束“芯”長度為30mm，神經(jīng)導(dǎo)管兩端具有長度為2mm的縫合鞘，可用于受損長度為30mm的神經(jīng)修復(fù)。

實(shí)施例3

一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管，導(dǎo)管是由“皮-芯”結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

“芯”是由含微通道的取向納米纖維膜卷繞成的束狀纖維構(gòu)成，微通道直徑為130um，與納米纖維取向平行，納米纖維直徑為380nm。“芯”的材料由絲素、明膠、層粘連蛋白、膠原的天然聚合物，和由聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成的聚合物組成；按重量計，“芯”的重量占87％。

“皮”是由取向納米纖維膜卷繞包覆，然后再噴覆一層無規(guī)納米纖維膜復(fù)合而成?！捌ぁ钡牟牧蠟榫廴樗?PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物組成。

一種含有微通道和取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管的制備方法，包括如下步驟：

(1)將由絲素、明膠、層粘連蛋白、膠原的天然聚合物，和由聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成的聚合物溶解在揮發(fā)性溶劑中，采用靜電紡絲技術(shù)，利用高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為1900rpm，直徑為200mm，形成高取向納米纖維膜，以此作為微通道納米纖維膜的“基層”；

(2)平行于納米纖維取向，在已形成的“基層”表明平行排列直徑為133um的長絲，長絲間距為0.13mm；長絲采用水性聚氨酯(PU)或聚乙烯醇(PVA)預(yù)先涂覆處理；

(3)利用紡制基層的高聚物與工藝條件，繼續(xù)靜電紡絲，在已排列長絲的“基層”表明形成通道層；

(4)收集9h后，將纖維膜從高速轉(zhuǎn)輥取下，根據(jù)長絲表面涂覆材料的不同，將纖維膜放于77℃的水或乙醇中處理19min中，然后把長絲從纖維膜中抽出，在“基層”與“通道層”間形成直徑為130um的微通道；

(5)垂直于納米纖維方向，將該含有微通道的纖維膜剪成14mm的長條；

(6)將長條的“基層”貼附在細(xì)的金屬圓輥上，然后卷繞成直徑為2mm的卷繞物，形成神經(jīng)導(dǎo)管的納米纖維束“芯”；

(7)聚乳酸(PLA)、羥基乙酸與羥基丙酸不同共聚比例的聚合物(PLGA)、聚己內(nèi)酯等合成聚合物溶解在揮發(fā)性溶劑中，利用高速轉(zhuǎn)輥收集，轉(zhuǎn)速為1600rpm，轉(zhuǎn)輥直徑為200mm，收集5h，形成厚度為19um的高取向纖維膜；

(8)垂直于纖維取向，將步驟(7)中的纖維膜剪成比步驟(5)中長條寬4mm的長條，包裹在步驟(6)形成的該卷繞物表面，包裹2層，兩端形成2mm的“鞘”；

(9)將步驟(7)中的聚合物溶液靜電紡絲，在步驟(8)形成的卷繞物表面噴覆一層無規(guī)納米纖維膜，最終形成神經(jīng)導(dǎo)管的“皮”；

(10)將金屬圓輥抽出，形成含有微通道及取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管。

其中，除膜內(nèi)含有微通道外，在纖維膜間還含有150um的通道?！扒省钡目p合強(qiáng)力為2.3N/針，“芯”的降解速度為9周，“鞘”的降解速度為12周。其總長度為22mm，經(jīng)過卷繞的納米纖維束“芯”長度為18mm，神經(jīng)導(dǎo)管兩端具有長度為2mm的縫合鞘，可用于受損長度為19mm的神經(jīng)修復(fù)。

本發(fā)明通過掃描電鏡觀察和力學(xué)性能測試，驗(yàn)證了該神經(jīng)導(dǎo)管的可行性，通過外部刺激和組織學(xué)觀察了神經(jīng)修復(fù)效果。

1、納米纖維膜的形態(tài)觀察與取向表征：

利用掃描電鏡觀察纖維形態(tài)，并利用Photoshop軟件測試?yán)w維直徑，利用ImageJ軟件和Oval Profile插件表征纖維取向，即通過傅里葉變換(FFT)將掃描電鏡照片轉(zhuǎn)換為像素圖，然后利用Oval Profile插件，以像素圖中心為圓心，以1°為間隔，沿半徑反向計算像素強(qiáng)度和，纖維取向越高，像素和差異越大，形成的峰就越窄越高。

2、斷裂強(qiáng)力測試

采用MTS-Tytron 250微型強(qiáng)力機(jī)，沿平行與垂直纖維排列方向，測試?yán)w維膜力學(xué)性能，纖維膜長度為70mm，寬度5mm，夾持長度30mm，拉伸速度為0.05cm/s，每個試樣測試5次。先測試膜的面密度，然后依次計算比應(yīng)力和工程應(yīng)力，具體公式如下：

tex—纖維線密度單位，指1000m長的纖維所具有的重量，ρ_polymer—聚合物密度。

3、縫合強(qiáng)力測試

在距離縫合端2mm處，利用MTS-Tytron 250強(qiáng)力機(jī)測試縫合強(qiáng)力，拉伸速度為0.05cm/s，每個試樣測試3次。

4、體內(nèi)移植

SD大鼠稱質(zhì)量后10％水合氯醛(300mL/kg)腹腔注射麻醉，取左后肢股后外側(cè)切口長約4cm，于股后肌間隙找到坐骨神經(jīng)，在梨狀肌下方約5mm處切除8mm長的坐骨神經(jīng)，使其斷端回縮造成10mm長神經(jīng)缺損。然后，將神經(jīng)斷端分別套入神經(jīng)移植物“鞘”內(nèi)1mm，顯微鏡下7-0無創(chuàng)縫合針線將神經(jīng)外膜與神經(jīng)移植物“鞘”層縫合兩三針固定。

5、PLA納米纖維形態(tài)與取向觀察

現(xiàn)有研究表明，在取向納米纖維上的神經(jīng)元突起長度明顯比在無序納米纖維上的長，取向納米纖維能夠引導(dǎo)軸突生長。因此，我們首先研究了靜電紡絲轉(zhuǎn)輥轉(zhuǎn)速這一影響纖維取向的最重要因素。圖1顯示了在不同轉(zhuǎn)速下獲得的掃描電鏡照片及其傅里葉變換照片，以1°為間隔，沿半徑方向的像素強(qiáng)度和統(tǒng)計顯示在圖1中。結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)速為1000rpm時獲得的纖維掃描電鏡照片經(jīng)傅里葉轉(zhuǎn)換后，0-180°內(nèi)(181-360°對稱)像素強(qiáng)度幾乎相同，表明纖維呈無序狀排列。而當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500rpm時，從掃描電鏡直觀觀察，或沿纖維取向，像素和明顯提高，圖2中可觀察到明顯的峰狀像素強(qiáng)度圖，說明在該轉(zhuǎn)速下可獲得一致的取向性。在高壓靜電作用下，噴射流的螺旋形快速伸展與分化被認(rèn)為是納米纖維無序狀原因，當(dāng)收集轉(zhuǎn)輥表面線轉(zhuǎn)速等于或大于靜電紡絲速度時，能夠拉直噴射流故能獲得理想的纖維取向。然而當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2000rpm時，從圖1、圖2中又可發(fā)現(xiàn)纖維的取向性下降，這可能是高速轉(zhuǎn)輥表面的氣流所致。

6、神經(jīng)移植物性能

傳統(tǒng)意義上，神經(jīng)移植物大多設(shè)計成管狀，以便于神經(jīng)斷端縫合和長入。然而，如果直接利用細(xì)轉(zhuǎn)輥收集納米纖維形成管狀移植物，纖維是徑向平行排列，而非軸向平行，這將不利于神經(jīng)的接觸引導(dǎo)。為克服這一不足，我們設(shè)計了先紡絲再卷繞的構(gòu)建方法，該方法形成的神經(jīng)移植物的外觀形態(tài)，它的長度和直徑可根據(jù)受損神經(jīng)的尺寸予以調(diào)整，在本實(shí)驗(yàn)中移植物纖維束長度為10mm，直徑為3mm，整個移植物的直徑為3.2mm，長度15mm左右。圖3(a)、(b)、(c)為移植物掃描電鏡照片，放大倍數(shù)分別為50(a)，500(b)，5000(c)倍由圖3(b)和圖3(c)能進(jìn)一步觀察到該移植物由數(shù)以萬計的平行納米組成，纖維直徑480±75nm，這為受損神經(jīng)提供了更多接觸引導(dǎo)可能。此外，通過卷繞形成的纖維束還會產(chǎn)生較多的層間空隙，這又將便于細(xì)胞遷入和營養(yǎng)與代謝物的轉(zhuǎn)移。

綜上所述，在合適的靜電紡絲工藝條件下，利用高速轉(zhuǎn)輥能夠獲得理想取向的PLA納米纖維膜，力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)該膜在平行纖維方向具有良好的柔韌性。通過兩次卷繞和一次靜電紡絲噴覆后形成的含有納米纖維束的“芯鞘”式神經(jīng)移植物，具有滿足臨床手術(shù)的縫合強(qiáng)力，移植后發(fā)現(xiàn)在受損神經(jīng)近、遠(yuǎn)端均有再生神經(jīng)和血旺細(xì)胞長入，再生的神經(jīng)能夠穿過受損間距，與纖維取向一致，表明該移植物構(gòu)建和體內(nèi)移植神經(jīng)修復(fù)的可行性。

本發(fā)明構(gòu)建方法是先將具有良好生物相容的高聚物靜電紡絲，以高速轉(zhuǎn)輥收集，形成多通道高取向納米纖維膜。垂直于纖維取向，通過各種卷繞方式，形成含有微通道的纖維束，以此作為神經(jīng)移植物的“芯”。在芯的表面再包覆1-2層取向納米纖維膜，形成“鞘”的內(nèi)層，最后靜電噴覆形成“鞘”外層。具體優(yōu)勢如下：

(1)實(shí)現(xiàn)含有納米纖維束的神經(jīng)導(dǎo)管構(gòu)建。目前構(gòu)建的含有取向納米纖維的神經(jīng)導(dǎo)管主要有兩種，一是通過高速轉(zhuǎn)輥直接收集納米纖維并形成導(dǎo)管，該纖維的取向與管的軸向垂直，不利于引導(dǎo)神經(jīng)生長；另一種是通過卷繞形成的僅含有一個中腔的導(dǎo)管，該導(dǎo)管僅能通過管壁的取向納米纖維引導(dǎo)神經(jīng)生長，而神經(jīng)是束狀結(jié)構(gòu)，難以高效引導(dǎo)。本發(fā)明將利用取向納米纖維膜通過各種方式卷繞，形成納米纖維束，纖維取向與神經(jīng)長入方向一致，高效引導(dǎo)神經(jīng)再生。

(2)實(shí)現(xiàn)在移植物內(nèi)含有微通道。傳統(tǒng)的納米纖維膜盡管有許多孔洞，但層狀卷繞后，缺乏通道，不利于神經(jīng)長入。本發(fā)明為改善這一弊端，擬在靜電紡絲過程中，嵌入支撐物，紡絲完成后抽取支撐物形成“層內(nèi)”微通道，通過卷繞后再形成“層間”通道，增加再生神經(jīng)的生長與引導(dǎo)空間。

(3)實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建。本發(fā)明是先一次性紡制含有微通道的高取向納米纖維膜，然后根據(jù)受損神經(jīng)長度，垂直于纖維取向，剪取纖維膜，然后卷繞形成納米纖維束。最后，卷繞單層取向納米纖維膜并通過靜電噴覆形成無紡納米纖維層以提高其強(qiáng)度。該構(gòu)建技術(shù)極大提高了原先利用轉(zhuǎn)輥收集納米纖維形成導(dǎo)管的生產(chǎn)速度，便于未來產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。