本發(fā)明涉及到的是一種三明治式復(fù)合膜支架的制作方法。
背景技術(shù):
目前促神經(jīng)生長(zhǎng)或神經(jīng)再生藥物的最常見給藥途徑為靜脈或鞘內(nèi)注射。也有以凝膠結(jié)合活性因子貼膜敷于脊髓表面、以l-多聚賴氨酸結(jié)合活性因子作為支架植入脊髓,以解決因子通過血腦屏障問題。
藥物遞送系統(tǒng)和干細(xì)胞生物支架都可用于治療脊髓損傷,但目前未見兩者結(jié)合使用。干細(xì)胞三維支架橋接神經(jīng)的方法和材料中已經(jīng)有類似的組合運(yùn)用了如(一種用于橋接缺損神經(jīng)的復(fù)合修復(fù)材料及其支架cn201510716279.8)。但是目前三維支架橋接神經(jīng)的治療方法,存在以下缺點(diǎn):
一方面對(duì)已經(jīng)受到損傷(但未死亡)的單個(gè)神經(jīng)束,無法達(dá)到修復(fù)和治療的目的;另一方面在橋接過程中,因?yàn)橐獙?duì)損傷處的脊髓剪切出一個(gè)和三維支架形狀類似的——通常是管狀——缺口,因此會(huì)對(duì)該處未損傷的神經(jīng)細(xì)胞和已經(jīng)受到損傷(但未死亡)的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行清除,結(jié)果造成了該處脊髓細(xì)胞的進(jìn)一步損失。
2、現(xiàn)有載藥系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)藥物的定向釋放,無法保證損傷局部因子的高濃度;
3,多數(shù)載藥系統(tǒng)易于降解,載藥量低,藥物釋放不能貫穿于脊髓損傷修復(fù)過程始終;
4,載藥系統(tǒng)體積過大,可能壓迫脊髓,同時(shí)不有利于縫合硬脊膜,導(dǎo)致腦脊液漏形成。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的:
1,提供一種新的脊髓治療用的載藥系統(tǒng)的制作方法,避免采用背景技術(shù)中傳統(tǒng)的載藥系統(tǒng)時(shí),需要對(duì)該處未損傷的神經(jīng)細(xì)胞和已經(jīng)受到損傷(但未死亡)的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行清除,以造成了該處脊髓細(xì)胞的進(jìn)一步損失。
2,提供一種新的載藥系統(tǒng)的制作方法,解決藥物的定向釋放、載藥量低的問題。
3,提供一種新的載藥系統(tǒng)的制作方法,解決藥物釋放不能貫穿于脊髓損傷修復(fù)過程始終的問題。
4,提供一種新的載藥系統(tǒng)的制作方法,解決現(xiàn)有載藥系統(tǒng)體積過大,可能壓迫脊髓,同時(shí)不有利于縫合硬脊膜的問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種三明治式復(fù)合膜支架的制作方法,構(gòu)建負(fù)載生物活性因子的聚乳酸/生物活性玻璃/殼聚糖三明治式復(fù)合膜載體;包括以下步驟:
1)分別制作聚乳酸薄膜、負(fù)載生物活性因子的介孔生物活性玻璃、負(fù)載種子細(xì)胞的殼聚糖膜作為外側(cè)密封層、夾心層和內(nèi)側(cè)控釋及干細(xì)胞支架層;
2)將負(fù)載生物活性因子的生物活性玻璃的夾心層覆蓋于聚乳酸薄膜上,再將負(fù)載種子細(xì)胞的殼聚糖膜覆蓋在生物活性玻璃層上構(gòu)建三明治式復(fù)合膜載體。
進(jìn)一步的,1)中制作沒有負(fù)載種子細(xì)胞的殼聚糖膜;
2)中將沒有負(fù)載種子細(xì)胞的殼聚糖膜覆蓋在生物活性玻璃層上;
3)將干細(xì)胞懸液,采用均勻浸入上一步的殼聚糖薄膜內(nèi)部進(jìn)行種子細(xì)胞的培養(yǎng)。
進(jìn)一步的,1)中不制作殼聚糖膜;2)中不將殼聚糖膜覆蓋在生物活性玻璃層上;3)制作干細(xì)胞和殼聚糖混合懸溶液,采用旋涂、滴涂方法將該混合溶液覆蓋于生物活性玻璃層上,構(gòu)建類三明治式復(fù)合膜載體。
進(jìn)一步的,將各層以能夠滲透神經(jīng)生長(zhǎng)刺激因子和干細(xì)胞的醫(yī)用生物膠進(jìn)行粘連。
進(jìn)一步的,所述夾心層負(fù)載生物活性因子為神經(jīng)生長(zhǎng)刺激因子。
進(jìn)一步的,所述神經(jīng)生長(zhǎng)刺激因子為bfgf、bd-nf、nt-3、igf中的一種或者幾種的組合。
進(jìn)一步的,復(fù)合膜支架周邊以不滲透神經(jīng)生長(zhǎng)刺激因子和干細(xì)胞的醫(yī)用生物膠進(jìn)行封閉。
進(jìn)一步的,所述介孔生物活性玻璃小球替換為乙二醇乳酸共聚物(peg-pla)納米微球。
進(jìn)一步的,所述種子細(xì)胞為臍帶源間充質(zhì)干細(xì)胞,即humscs。
進(jìn)一步的,所述種子細(xì)胞選自:許旺細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)細(xì)胞、脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞、臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的一種或幾種組合。
該技術(shù)方案將神經(jīng)生長(zhǎng)刺激因子復(fù)合膜載體與組織工程干細(xì)胞科學(xué)有機(jī)結(jié)合,以負(fù)載神經(jīng)活性因子的復(fù)合膜支架結(jié)合種子細(xì)胞humscs,希望更有效地修復(fù)脊髓損傷。該支架利用殼聚糖良好的組織相容性和干細(xì)胞易在其上粘附和增殖的特性,利用生物活性玻璃對(duì)生物活性因子(bfgf、bd-nf、nt-3、igf)有效負(fù)載與控制持續(xù)以一定濃度釋放特性,通過使其同時(shí)具備以下作用:
1,復(fù)合膜可以直接貼敷于損傷脊髓部位,一方面克服了生物活性因子不能通過血腦屏障的問題,另一方面不需要對(duì)損傷部位周邊的脊髓進(jìn)行清除,避免了該處脊髓細(xì)胞的進(jìn)一步損失。
2,根據(jù)生物活性因子作用時(shí)限,修復(fù)周邊脊髓細(xì)胞需要的有效濃度,科學(xué)設(shè)計(jì)介孔生物活性玻璃小球的載藥總量和釋放速度、濃度,提高作用效能;
3,致密外層無法通過活性因子及干細(xì)胞,使得活性因子及干細(xì)胞只能向內(nèi)層方向(即損傷部位)定向釋放,如圖3中箭頭。
4,復(fù)合膜支架周邊以醫(yī)用生物膠封閉,以保證活性因子及干細(xì)胞不從支架周圍溢出,保證了載藥系統(tǒng)一方面定向釋放,另一方面保證的釋放的時(shí)間和濃度;
5,復(fù)合膜具有超薄的特點(diǎn)(厚度不超過2mm),不會(huì)因?yàn)轶w積過大壓迫脊髓,同時(shí)有利于縫合硬脊膜,防止腦脊液漏形成。
需要做一個(gè)特別說明的是,和本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù),為:一種用于橋接缺損神經(jīng)的復(fù)合修復(fù)材料及其支架cn201510716279.8。其公開了一種用于橋接缺損神經(jīng)的復(fù)合修復(fù)材料及其支架,包括:所述復(fù)合材料是由絲素層-膠原層-高分子聚合物層依次排列組成,高分子聚合層呈t型或長(zhǎng)方形設(shè)計(jì),應(yīng)用時(shí)通過折疊或卷折形成絲素層為內(nèi)層、膠原層為中層、高分子聚合物層為外層的神經(jīng)橋接支架。但是其所要解決的技術(shù)問題,和起到的技術(shù)效果,和本發(fā)明是完全不一樣的。
cn201510716279.8解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)缺損神經(jīng)快速橋接,其實(shí)質(zhì)即為背景技術(shù)中介紹的“橋接截?cái)嗟纳窠?jīng)束”。其使用時(shí),先將支架通過折疊或卷折形成絲素層為內(nèi)層、膠原層為中層、高分子聚合物層為外層的神經(jīng)橋接支架,其次將折疊或者券折后的支架兩端和截?cái)嗟纳窠?jīng)束兩端通過外科手術(shù)方法縫合。其中絲素層不僅引導(dǎo)神經(jīng)修復(fù),而且隔開不同神經(jīng),防止形成神經(jīng)瘤。膠原層提供神經(jīng)軸突生長(zhǎng)/所需的各種養(yǎng)分。高分子聚合物層,具有良好的力學(xué)性能,提供手術(shù)縫合或吻合所需的力學(xué)強(qiáng)度,并且防止周圍神經(jīng)的侵入,防止纖維疤痕的形成。
本發(fā)明的復(fù)合膜支架,應(yīng)用于修復(fù)截?cái)嗷蛘卟糠质軗p的神經(jīng)束,不需要縫合,直接將復(fù)合膜貼附在神經(jīng)束的受損部位即可(如圖2)。其致密外層用于阻擋夾心層和內(nèi)層的活性因子及干細(xì)胞向該方面滲透并且通過該層膜向外界滲出(如圖3);夾心層用于在一定時(shí)間內(nèi),形成持續(xù)濃度藥物的析出;內(nèi)層提供干細(xì)胞。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題,復(fù)合膜各層在復(fù)合膜中各自的作用和起到的技術(shù)效果,與cn201510716279.8完全不一樣,具有創(chuàng)造性。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的三明治式復(fù)合膜支架示意圖。
圖2是本發(fā)明的三明治式復(fù)合膜支架貼附于脊髓示意圖。
圖3是復(fù)合膜支架藥物釋放方向(路徑)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
1)制作將一定分子量的聚乳酸(質(zhì)均分子量為5000-1000000,優(yōu)選5000-100000),溶解到有機(jī)溶劑中(有機(jī)溶劑包括1,4-二氧六環(huán),丙酮,三氯甲烷/乙醇混合溶劑,二氯甲烷,四氫呋喃,及上述溶劑的混合溶劑),濃度為0.1-10wt%,采用旋涂、滴涂等方法制備聚乳酸薄膜,作為外側(cè)密封層;
2)將一定分子量的殼聚糖膜(質(zhì)均分子量為5000-1000000,優(yōu)選5000-100000),溶解到酸性水溶液中(采用的酸包括鹽酸、乙酸、硝酸),濃度為0.1-10wt%,采用旋涂、滴涂等方法制備殼聚糖薄膜,作為內(nèi)側(cè)控釋層及干細(xì)胞支架;
3)將干細(xì)胞懸液,采用逐層注入的方法使其均勻浸入上一步的殼聚糖薄膜內(nèi)部進(jìn)行培養(yǎng);
4)制作介孔生物活性玻璃的制備過程,具體如下所述。將原硅酸乙酯,硝酸鈣,f127,2m的硝酸按一定質(zhì)量比加入無水乙醇的混合液中攪拌(典型比例為2.7gteos,1.18gca(no3)2?4h2o,4.2gf127以及0.08g2mhno3加入8g無水乙醇),室溫下攪拌3h獲得溶膠。將所得溶膠放入真空干燥箱中在50℃進(jìn)行溶膠凝膠過程,待溶膠凝膠化干燥后,于馬弗爐中600℃下燒結(jié)除去模板劑,即得介孔生物活性玻璃。然后將所得介孔生物活性玻璃研磨成均勻粉末,此粉末即為mbgs。配制神經(jīng)生長(zhǎng)刺激因子的飽和溶液,采用灌注法將其負(fù)載到介孔生物活性玻璃(以下稱之為mbgs)中,具體實(shí)施方法如下:用一定濃度的藥物溶液浸潤已知質(zhì)量的mbgs粉末,將其置于真空干燥箱中,真空條件下使其快速干燥,完成一次灌注周期。多次重復(fù)灌注可調(diào)節(jié)其載藥量,最后載藥完成后,置于干燥箱中,備用。記錄灌注次數(shù),計(jì)算理論載藥量。以介孔生物活性玻璃負(fù)載生物活性因子作為夾心層.
5)疊加方式構(gòu)建三明治式復(fù)合膜載體方法如下:采用旋涂、滴涂等方法制備聚乳酸薄膜作為外側(cè)密封層,以生物活性玻璃負(fù)載生物活性因子并覆蓋于聚乳酸薄膜,再通過將殼聚糖膜或者殼聚糖溶液覆蓋在生物活性玻璃層上構(gòu)建三明治式復(fù)合膜載體。
實(shí)施例2
和實(shí)施例1相比,實(shí)施例2的區(qū)別之處在于,5)將各層以能夠滲透神經(jīng)生長(zhǎng)刺激因子和干細(xì)胞的醫(yī)用生物膠進(jìn)行粘連。