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Patent Searching and Data


Title:
BIODEGRADABLE MAGNESIUM ALLOY NERVE CONDUIT FOR REPAIRING NERVE DEFECTS AND PREPARATION METHOD THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/188403
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a biodegradable magnesium alloy nerve conduit for repairing nerve defects. The nerve catheter is in the shape of a circular tube, and multiple columns of through-holes are provided on the tube wall of the nerve conduit, wherein each column of through-holes is axially arranged along the circular tube at equal intervals, and the adjacent columns of through-holes are in a dislocation arrangement. The method for preparing the nerve conduit comprises the steps of: step 1, one end of a magnesium alloy tube blank is processed with a 45¡ã conical surface, and is subjected to extrusion to obtain a magnesium alloy intermediate tubular product; step 2, the magnesium alloy intermediate tubular product is subjected to multi-pass rolling and drawing to obtain a capillary; step 3, the capillary is subjected to stress annealing, heat preservation, laser cutting and drilling to obtain a porous conduit; and step 4, the porous conduit is subjected to acid pickling and an electrochemical polishing process in an ultrasonic cleaning machine. The process of the method is simple, and the porous degradable magnesium alloy nerve conduit for repairing nerve defects has a uniform wall thickness and a smooth surface.

Inventors:
YUAN GUANGYIN (CN)
DING WENJIANG (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/080937
Publication Date:
December 17, 2015
Filing Date:
June 27, 2014
Export Citation:
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Assignee:
UNIV SHANGHAI JIAOTONG (CN)
SHANGDONG ZHONGBAOKANG MEDICAL DEVICES CO LTD (CN)
International Classes:
A61F2/04; A61L27/04; A61L27/56
Foreign References:
CN103598927A2014-02-26
EP1632255A22006-03-08
DE102008040143A12010-01-07
US20140120324A12014-05-01
Attorney, Agent or Firm:
SHANGHAI HANGSOME INTELLECTUAL PROPERTY LTD. (CN)
上海汉声知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管, 其特征在于, 所述神经导管为 圆管型, 所述神经导管的管壁上设置有多列通孔, 每列通孔沿圆管轴向等间距排布, 相 邻列的通孔错位排列。

2、 如权利要求 1所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管, 其特征在于, 所述神经导管的长度为 5〜50mm, 所述神经导管的厚度为 0. 1〜0. 2mm。

3、 如权利要求 1所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管, 其特征在于, 所述通孔的孔径为 0. 03〜0. 3mm, 所述神经导管的孔隙率为 2〜20%。

4、 一种如权利要求 1 所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方 法, 其特征在于, 所述方法包括如下步骤:

步骤 1, 将镁合金管坯一端加工出 45 ° 的锥面, 进行挤压, 得镁合金中间管材; 步骤 2, 将镁合金中间管材经多道次轧制、 拉拔后, 得毛细管;

步骤 3, 将毛细管进行去应力退火, 保温, 激光切割, 打孔, 得多孔导管; 步骤 4, 将多孔导管在超声清洗机中酸洗, 电化学抛光处理, 即可得用于神经缺损 修复的可降解镁合金神经导管。

5、如权利要求 4所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法,其 特征在于, 步骤 1中, 所述镁合金管坯外径为 020讓, 所述挤压温度为 300〜400 °C, 所述镁合金中间管材的外径为 06〜08mm, 壁厚为 0. 5〜lmm。

6、如权利要求 4所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法,其 特征在于, 步骤 2中, 所述毛细管的外径为 l〜3mm, 壁厚为 0. 1〜0. 2讓。

7、如权利要求 4所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法,其 特征在于, 步骤 3中, 所述去应力退火的温度为 300〜350 °C, 所述保温的时间为 20〜 30 min。

8、如权利要求 4所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法,其 特征在于, 步骤 4中, 所述酸洗具体为: 在酸洗液中超声酸洗 5〜30 min。

9、如权利要求 8所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法,其 特征在于,所述酸洗液包括如下含量的各组分:磷酸 80〜100 ml/L,氟化氢铵 40〜60 g/L, 溶剂为去离子水。 10、 如权利要求 4所述的用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管的制备方法, 其特征在于, 步骤 4中, 所述电化学抛光处理所用的抛光液为磷酸: 无水乙醇体积比为 1:1或乙二醇乙醚: 盐酸体积比为 9:1, 所述抛光处理的电压为 2〜8 V, 抛光处理的时 间为 20〜240s, 抛光处理的温度为室温。

Description:
用于神经缺损修复的可降解镁合金神经导管及 其制备方法 技术领域

本发明涉及的是生物材料加工领域,具体为一 种用于神经缺损修复的可降解镁合 金神经导管及其制备方法。 说

*

周围神经缺损的修复材料有自体组织 (如神经, 血管, 脱细胞基质等) , 然而 自体组织来源有限, 且会造成供区的永久性损伤。 通过导管构建的组织工程化人工 神经来桥接修复神经缺损是最具前景的方法。 书目前应用于神经修复的导管主要集中 在高分子聚合物, 天然生物材料(如胶原蛋白等) , 这些材料虽然生物相容性优良, 但是降解产物容易导致周围组织的炎症反应及 管壁塌陷, 管壁通透性不佳, 降解时 间难以精确调控, 不利于神经轴突的再生。 因此目前临床上还没有一种理想的神经 导管材料被广泛采用。

随着材料科学的进步, 可降解金属镁合金材料作为血管支架已应用于 人体临床 试验, 该类金属材料不仅具有良好的生物相容性, 而且具有适宜的力学性能, 管壁 支撑作用强, 降解速率可控, 降解产物为人体必需元素, 生物相容性好。 而且近年 来研究表明镁合金降解过程中释放的镁离子具 有对神经细胞损伤引起的凋亡具有 保护作用 【文献: Hasanein P. et al, Oral magnesium admini stration prevents thermal hyperal gesia induced by diabetes in rats. Diabetes Res Cl in Pract (2006) 73 (1) : 17-22】 , 同时研究表明镁离子能改善大鼠因遭受外力受 损的 神经学功能禾口记忆【文献: Jeong S. M, et al . Changes in magnesium concentration in the serum and cerebrospinal flui d of neuropathi c rats. Acta Anaesthesiol Scand (2006) . 50 (2) : 211-6 ] 。 采用激光加工技术, 能够精确制备多孔的组织工程 金属管状支架, 为缺损段神经细胞生长提供三维支架。 而且, 镁金属材料具有较好 的导电性能, 可在植入的镁合金神经导管上施加外加电场, 对神经缺损区进行电剌 激, 进一步诱导损伤区神经生长因子 (nerve growth factor, NGF) 的表达, 从而 可创造有利于神经再生的微环境, 【文献: 陈虹等, 电剌激对大鼠脊髓损伤后神经 生长因子表达的影响, 中国康复理论与实践, 2012, Vol l8, No. 1, pp. 33-36】。 此外, 镁合金降解会在人体局部区域内造成微偏碱性 环境, 会有效抑制细菌生长, 达到抗 菌消炎的目的。 而高分子聚乳酸类材料降解时通常会造成局部 偏酸性环境, 不利于 抗菌消炎。 以上这些都是目前临床上用于神经缺损修复的 非金属类材料 (高分子聚 合物, 天然生物材料) 不具有的显著性优点。 由上可见, 可降解金属镁基导管是极 具临床应用前景的神经导管材料。

基于这些优点, 本发明首次提出应用可降解金属镁基导管作为 神经导管用于周 围神经缺损的修复, 探索组织工程化人工神经修复的新途径。 针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供 一种用于神经缺损修复的可降解镁 合金神经导管及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:

第一方面, 本发明提供一种用于神经缺损修复的可降解镁 合金神经导管, 所述神 经导管为圆管型, 所述神经导管的管壁上设置有多列通孔, 每列通孔沿圆管轴向等 间距排布, 相邻列的通孔错位排列。

优选地, 所述神经导管的长度为 5〜50mm, 所述神经导管的厚度为 0. 1〜0. 2mm。 优选地, 所述神经导管的孔隙率为 2%〜20%, 所述通孔的孔径为 0. 1〜0. 3讓。

第二方面, 本发明还涉及前述的用于神经缺损修复的可降 解镁合金神经导管的制备 方法, 所述方法包括如下步骤:

步骤 1, 将镁合金管坯一端加工出 45 ° 的锥面, 进行挤压, 得镁合金中间管材; 步骤 2, 将镁合金中间管材经多道次轧制、 拉拔后, 得毛细管;

步骤 3, 将毛细管进行去应力退火, 保温, 激光切割, 打孔, 得多孔导管; 步骤 4, 将多孔导管在超声清洗机中酸洗, 电化学抛光处理, 即得用于神经缺损修 复的可降解镁合金神经导管。

优选地, 步骤 1中, 所述镁合金管坯外径为 02Omm, 所述挤压温度为 300〜400 °C, 所述镁合金中间管材的外径为 06〜08讓, 壁厚为 0. 5〜1讓, 挤压前在模具和镁合金管 坯内、 外壁上喷涂氮化硼喷雾剂作为润滑剂。

优选地, 步骤 2中, 所述毛细管的外径为 l〜3mm, 壁厚为 0. 1〜0. 2mm。

优选地, 步骤 3中,所述去应力退火的温度为 300〜350 °C,所述保温的时间为 20〜

30 min。 优选地, 步骤 4中, 所述酸洗具体为: 在酸洗液中超声酸洗 5〜30 min。

优选地, 所述酸洗液包括如下含量的各组分: 磷酸 80〜100 ml/L, 氟化氢铵 40〜60 g/L, 溶剂为去离子水。

优选地, 步骤 4中, 所述电化学抛光处理所用的抛光液为磷酸: 无水乙醇为 1 : 1或 乙二醇乙醚:盐酸为 9 : 1,所述抛光处理的电压为 2〜8 V,抛光处理的时间为 20〜240s, 抛光处理的温度为室温。

与现有技术相比, 本发明具有如下的有益效果:

( 1 )本发明制备方法工艺简单,制备出的用于神 缺损修复的可降解镁合金神经导 管壁厚均匀、 表面光滑。

( 2 )本发明用于神经缺损修复的可降解镁合金神 导管的材质生物相容性优良,管 腔支撑效果好, 带孔管壁通透性良好, 有利于神经轴突的再生, 本发明采用多孔可降解 镁合金神经导管构建的组织工程化人工神经修 复系统来桥接修复神经缺损。

( 3 )本发明采用的镁金属材料具有较好的导电性 ,可在植入的镁合金神经导管上 施加外加电场, 对神经缺损区进行电剌激, 进一步诱导损伤区神经生长因子 (nerve growth factor, NGF) 的表达, 从而可创造有利于神经再生的微环境。

( 4)本发明采用的镁合金材料降解会在人体局部 区域内造成弱碱性环境,有益于 抑制细菌生长, 在手术后一定时间内可达到抗菌消炎的目的。

( 5 )本发明用于神经缺损修复的可降解镁合金神 导管的管壁均匀分布一定数量的 孔, 有利于缺损的周围神经与管壁外周围组织的营 养交换, 同时导管壁分布一定数量的 孔还起到调控降解速率的作用, 有利于实现神经再生所需时间和导管降解时间 的匹配。

( 6 )本发明用于神经缺损修复的可降解镁合金神 导管采用具有适宜的强韧性可降 解镁合金材质, 可满足足够的管壁支撑强度防止塌陷。

附图说明 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作 的详细描述, 本发明的其它特 征、 目的和优点将会变得更明显:

图 1为本发明中用于神经缺损修复的可降解镁合 神经导管 3D效果图; 图 2为本发明中用于神经缺损修复的可降解镁合 神经导管植入成年 SD大鼠坐 骨神经 6mm缺损处手术示意图;

图 3为本发明中用于神经缺损修复的可降解镁合 神经导管植入成年 SD大鼠坐 骨神经缺损处 2个月后的示意图; 图 4为大鼠足趾照片; 其中, a为实验侧; b为健侧;

图 5为再生神经横断面及纵断面组织学 HE染色图, 其中左图为再生神经横断 面 HE染色图, 右图为纵断面组织学 HE染色图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明, 但不以任何形式限制本发明。 应当指出的是, 对本领域的普通技 术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干变形和改进。 这些都属于 本发明的保护范围。

实施例 1

本实施例涉及一种用于神经缺损修复的可降解 镁合金神经导管, 其结构如图 1 所 示, 长度为 6讓, 外径为 2讓, 壁厚为 0. 2讓的圆管型, 所述神经导管的管壁上设置 有 4列通孔, 每列通孔沿圆管轴向等间距排布, 相邻列的通孔错位排列, 每列通孔 的数量为 6个, 孔径均为 0. 3讓。

本实施例涉及前述的用于神经缺损修复的可降 解镁合金神经导管的制备方法, 所 示方法包括如下步骤:

步骤 1, 将外径为 20 mm的 Mg-Nd-Zn-Zr镁合金管坯一端加工出 45 ° 的锥面, 在温 度为 400 °C条件下进行挤压, 得镁合金中间管材 08x0. 5mm (外径 X壁厚);

步骤 2, 将镁合金中间管材经多道次轧制、 拉拔后, 得外径为 2mm, 壁厚为 0. 2mm 的毛细管;

步骤 3, 将毛细管在温度为 300 °C条件下进行去应力退火, 保温 30min, 激光切割, 打孔, 得多孔导管;

步骤 4, 将多孔导管在超声清洗机中酸洗 5〜30 min (酸洗液包括如下含量的各组 分: 磷酸 80〜100 ml/L, 氟化氢铵 40〜60 g/L, 溶剂为去离子水。), 电化学抛光处理 (采用抛光液为磷酸: 无水乙醇体积比为 1 : 1 ) 所述抛光处理的电压为 2〜8 V, 抛光处 理的时间为 20〜240s, 室温进行, 即可得用于神经缺损修复的可降解镁合金神经 导管。

实施例 2

本实施例涉及一种用于神经缺损修复的可降解 镁合金神经导管, 其结构如图 1 所 示, 长度为 50讓, 壁厚为 0. 15mm, 外径为 3讓的圆管型, 所述神经导管的管壁上设 置有 8列通孔, 每列通孔沿圆管轴向等间距排布, 相邻列的通孔错位排列, 每列通 孔的数量为 50个, 孔径均为 0. 03mm。 本实施例涉及前述的用于神经缺损修复的可降 解镁合金神经导管的制备方法, 所 示方法包括如下步骤:

步骤 1, 将外径为 20 mm的 Mg-Zn-Zr镁合金管坯一端加工出 45 ° 的锥面, 在温度为 300 °C条件下进行挤压, 得镁合金中间管材 07x0. 8mm (外径 X壁厚);

步骤 2, 将镁合金中间管材经多道次轧制、 拉拔后, 得外径为 3mm, 壁厚为 0. 15mm 的毛细管;

步骤 3, 将毛细管在温度为 350 °C条件下进行去应力退火, 保温 20min, 激光切割, 打孔, 得多孔导管;

步骤 4, 将多孔导管在超声清洗机中酸洗 5〜30 min (酸洗液包括如下含量的各组 分: 磷酸 80〜100 ml/L, 氟化氢铵 40〜60 g/L, 溶剂为去离子水。), 电化学抛光处理 (采用抛光液为乙二醇乙醚: 盐酸体积比为 9 : 1 ) 所述抛光处理的电压为 2〜8 V, 抛光 处理的时间为 20〜240s,室温进行,即可得用于神经缺损修复 的可降解镁合金神经导管。

实施例 3

本实施例涉及一种用于神经缺损修复的可降解 镁合金神经导管, 其结构如图 1 所 示, 长度为 5讓, 壁厚为 0. 10讓, 外径为 1讓的圆管型, 所述神经导管的管壁上设置 有 4列通孔, 每列通孔沿圆管轴向等间距排布, 相邻列的通孔错位排列, 每列通孔 的数量为 5个, 孔径均为 0. 2讓。

本实施例涉及前述的用于神经缺损修复的可降 解镁合金神经导管的制备方法, 所 示方法包括如下步骤:

步骤 1, 将外径为 20 mm的 Mg-Zn-Mn镁合金管坯一端加工出 45 ° 的锥面, 在温度为 320 °C条件下进行挤压, 得镁合金中间管材 06xlmm (外径 X壁厚);

步骤 2, 将镁合金中间管材经多道次轧制、 拉拔后, 得外径为 lmm, 壁厚为 0. 10mm 的毛细管;

步骤 3, 将毛细管在温度为 300 °C条件下进行去应力退火, 保温 25min, 激光切割, 打孔, 得多孔导管;

步骤 4, 将多孔导管在超声清洗机中酸洗 5〜30 min (酸洗液包括如下含量的各组 分: 磷酸 80〜100 ml/L, 氟化氢铵 40〜60 g/L, 溶剂为去离子水。), 电化学抛光处理 (采用抛光液为磷酸: 无水乙醇体积比为 1 : 1 ) 所述抛光处理的电压为 2〜8 V, 抛光处 理的时间为 20〜240s, 室温进行, 即可得用于神经缺损修复的可降解镁合金神经 导管。 实施效果:将实施例 1〜3制得的多孔可降解镁合金神经导管分别植 到成年 SD大鼠 的坐骨神经缺损处, 手术即刻见附图 2所示。 神经导管植入大鼠体内两个月后, 大体观 察吻合口处神经再生良好, 周围未见瘢痕组织及炎症反应, 未见气泡形成, 虽然导管未 完全降解, 但是导管软化, 证实再生轴突通过导管, 达到神经修复目的, 见附图 3所示。 如附图 4所示是大鼠足趾照片 (左侧为实验侧, 右侧为健侧), 溃疡已愈合, 与健侧比无 明显差异。 间接证实神经轴突再生良好, 神经缺损已修复。 再生神经横断面及纵断面组 织学 HE染色 (附图 5 ) 证实导管管腔内有再生的神经组织, 神经组织通过吻合口从近端 长入远端, 修复缺损。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。 需要理解的是, 本发明并不局限于上 述特定实施方式, 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出 各种变形或修改, 这并不影响本发明的实质内容。