神经导管生物材料在神经修复中的应用
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构建Ⅰ型胶原蛋白神经导管及其在前臂正中神经损伤重建中的作用机制申智敏;段宜强;叶川;庄勇【摘要】BACKGROUND: Type I collagen is a polymer material that has good biocompatibility and good cell affinity, and can degrade under certain conditions. It can also develop good mechanical properties after cross-linking, but it is less reported in the reconstruction of the injured median nerve of the forearm. OBJECTIVE: To explore the preparation method of type I collagen nerve conduit and its mechanism in the reconstruction following median nerve injury in the forearm. METHODS: A total of 40 Sprague-Dawley rats were selected from the Medical Animal Experimental Center, the Affiliated Hospital of Guizhou Medical University, 10 of which were randomly selected as sham surgery group. The remaining 30 rats were used to establish a rat model of median nerve injury in the forearm by laser-induced photochemical reaction. After successful modeling, the model rats were randomly divided into positive control group (n=10), type I collagen group (n=10) and autologous nerve group (n=10). The sham surgery group was routinely fed and did not participate in the modeling; the positive control group did not take special treatment after the successful modeling; the type I collagen group was subjected to bridging with type I collagen nerve conduit; and the autologous nerve group was subjected to bridging with autologous nerve. The repair effects were compared among groups. RESULTS AND CONCLUSION: (1) Underthe inverted microscope, the type I collagen was loosely arranged before cross-linking, and it had honeycomb-shaped irregular pores with the pore size of 10-100 μm and the porosity of 20-200 μm, and the pore interstitial was relatively thin. After cross-linking, the type I collagen was densely arranged, the collagen fibers could form relatively regular pores with the pore size of 50-100 μm and the porosity of 20-200 μm, the interstitial mass was thickened, and the spatial structure changed significantly. (2) After 4, 8 and 12 weeks of repair, the scores on the Minnesota Manual Dexterity Test in the type I collagen and autologous nerve groups were significantly lower than those in the positive control group (P < 0.05) and higher than those in the sham surgery group (P < 0.05). (3) At 12 weeks after repair, there was no significant difference in amplitude and latency between the type I collagen group and the autologous nerve group (P> 0.05), but the amplitude and latency in both groups were significantly higher than those in the positive control group (P < 0.05). (4) At 12 weeks after repair, the nerve injury site surrounded by necrotic tissues was visible in the positive control group; no injury was found in the autologous nerve group, and the surrounding necrotic area decreased, indicating good recovery; no injury was shown by toluidine blue staining in the type II collagen group, indicating good recovery. Overall, the type I collagen nerve conduit can be successfully prepared by the self-made mold, and it can be used for the reconstruction following median nerve injury in the rat forearm, helping nerve repair.%背景:Ⅰ型胶原蛋白是一种高分子材料, 生物相容性、细胞亲和力强, 能在特定的条件下发生降解.同时, 经过交联处理、干预后能获得良好的机械性能,但是在前臂正中神经损伤中的重建效果缺乏研究.目的:探讨Ⅰ型胶原蛋白神经导管制备方法及在前臂正中神经损伤重建中的作用机制.方法:选择由贵州医科大学附属医院医学动物实验中心提供的SD大鼠40只, 随机取10只大鼠设为假手术组, 剩余30只SD大鼠采用激光诱导光化学反应建立大鼠前臂正中神经损伤动物模型, 建模成功后随机分为阳性对照组10只、Ⅰ型胶原蛋白组10只和自体神经组10只.假手术组常规喂养, 不参与建模;阳性对照组建模成功后不采取特殊处理, 自行修复;Ⅰ型胶原蛋白组采用Ⅰ型胶原蛋白神经导管进行桥接, 自体神经组采用自体神经进行桥接, 比较各组修复效果.结果与结论: (1) 倒置显微镜下可见交联前Ⅰ型胶原蛋白排列松散, 呈蜂窝状不规则的孔隙及孔径, 孔径大小为10-100μm, 孔隙20-200μm, 孔隙间质相对较薄, 交联后Ⅰ型胶原蛋白排列致密, 胶原纤维之间能形成相对规则的孔径、孔隙, 大小为50-100μm,孔隙为20-200μm, 孔隙间质增厚, 空间结构发生明显的变化; (2) Ⅰ型胶原蛋白组与自体神经组修复后4, 8, 12周翻转及放置明尼苏达手灵巧度评定方法评分, 均低于阳性对照组 (P <0.05), 高于假手术组(P <0.05); (3) Ⅰ型胶原蛋白组、自体神经组修复后12周波幅、潜伏期差异无显著性意义 (P> 0.05), 但均高于阳性对照组 (P <0.05); (4) 修复12周后, 阳性对照组可见神经损伤部位明显, 周围可见坏死组织;自体神经组未见损伤部位, 周围坏死面积减少, 恢复良好;Ⅰ型胶原蛋白组甲苯胺蓝染色下未见损伤部位, 恢复良好; (5) 结果提示, 通过自制模具能成功制备Ⅰ型胶原蛋白神经导管, 将其用于大鼠前臂正中神经损伤重建中能获得良好的修复效果, 有助于促进神经损伤修复.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2019(023)010【总页数】6页(P1564-1569)【关键词】Ⅰ型胶原蛋白神经导管;前臂正中神经损伤;自制模具;激光诱导光化学反应;自体神经桥接;周围神经损伤修复【作者】申智敏;段宜强;叶川;庄勇【作者单位】贵州医科大学附属医院骨科,贵州省贵阳市 550004;贵州医科大学附属医院骨科,贵州省贵阳市 550004;贵州医科大学附属医院骨科,贵州省贵阳市550004;贵州医科大学附属医院骨科,贵州省贵阳市 550004【正文语种】中文【中图分类】R453;R364文章快速阅读:文题释义:胶原蛋白:胶原蛋白是生物高分子,动物结缔组织中的主要成分,也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白,占蛋白质总量的25%-30%,某些生物体甚至高达80%以上。
新材料研发与应用领域创新解决方案研究第一章新材料研发背景与意义 (3)1.1 新材料研发的重要性 (3)1.2 新材料研发的行业现状 (3)1.3 新材料研发的趋势与挑战 (4)第二章材料研发策略与方法 (4)2.1 材料研发的基本原则 (4)2.2 材料研发的技术路线 (5)2.3 材料研发的创新模式 (5)第三章高功能材料研发与应用 (5)3.1 高功能材料的分类与特点 (5)3.1.1 分类 (5)3.1.2 特点 (6)3.2 高功能材料研发的关键技术 (6)3.2.1 材料设计 (6)3.2.2 制备工艺 (6)3.2.3 功能测试与评价 (7)3.3 高功能材料在行业中的应用 (7)3.3.1 航空航天领域 (7)3.3.2 船舶与海洋工程领域 (7)3.3.3 新能源领域 (7)3.3.4 生物医学领域 (7)3.3.5 先进制造领域 (7)第四章生物医用材料研发与应用 (7)4.1 生物医用材料概述 (7)4.2 生物医用材料研发的关键技术 (8)4.3 生物医用材料在医疗领域的应用 (8)第五章环保材料研发与应用 (9)5.1 环保材料的分类与特点 (9)5.2 环保材料研发的关键技术 (9)5.3 环保材料在环保领域的应用 (9)第六章新材料在能源领域的应用 (10)6.1 新材料在新能源开发中的应用 (10)6.1.1 引言 (10)6.1.2 新材料在太阳能光伏领域的应用 (10)6.1.3 新材料在风能领域的应用 (10)6.1.4 新材料在生物质能领域的应用 (10)6.2 新材料在能源存储与转换中的应用 (10)6.2.1 引言 (10)6.2.2 新材料在电池技术中的应用 (11)6.2.3 新材料在燃料电池中的应用 (11)6.2.4 新材料在氢能存储与转换中的应用 (11)6.3.1 引言 (11)6.3.2 新材料在建筑节能中的应用 (11)6.3.3 新材料在汽车节能中的应用 (11)6.3.4 新材料在环境治理中的应用 (11)6.3.5 新材料在绿色包装中的应用 (11)第七章新材料在电子信息领域的应用 (11)7.1 新材料在电子器件中的应用 (11)7.1.1 新材料在半导体器件中的应用 (12)7.1.2 新材料在显示器件中的应用 (12)7.2 新材料在信息传输中的应用 (12)7.2.1 新材料在光纤通信中的应用 (12)7.2.2 新材料在无线通信中的应用 (12)7.3 新材料在信息安全中的应用 (13)7.3.1 新材料在加密技术中的应用 (13)7.3.2 新材料在防伪技术中的应用 (13)第八章新材料在航空航天领域的应用 (13)8.1 航空航天材料概述 (13)8.2 新材料在航空航天器结构中的应用 (13)8.2.1 高功能复合材料 (13)8.2.2 金属基复合材料 (14)8.2.3 陶瓷材料 (14)8.3 新材料在航空航天器系统中的应用 (14)8.3.1 新材料在动力系统中的应用 (14)8.3.2 新材料在控制系统中的应用 (14)8.3.3 新材料在其他系统中的应用 (14)第九章新材料在交通运输领域的应用 (14)9.1 新材料在汽车制造中的应用 (14)9.1.1 引言 (14)9.1.2 新材料种类与应用 (15)9.1.3 应用案例分析 (15)9.2 新材料在轨道交通中的应用 (15)9.2.1 引言 (15)9.2.2 新材料种类与应用 (15)9.2.3 应用案例分析 (15)9.3 新材料在船舶制造中的应用 (15)9.3.1 引言 (15)9.3.2 新材料种类与应用 (16)9.3.3 应用案例分析 (16)第十章新材料研发与应用的创新解决方案 (16)10.1 新材料研发与应用的协同创新 (16)10.1.1 概述 (16)10.1.2 协同创新模式 (16)10.1.3 协同创新的关键环节 (16)10.2.1 概述 (17)10.2.2 政策支持措施 (17)10.2.3 政策实施效果 (17)10.3 新材料研发与应用的产业布局与市场推广 (17)10.3.1 概述 (17)10.3.2 产业布局 (17)10.3.3 市场推广 (17)第一章新材料研发背景与意义1.1 新材料研发的重要性新材料是推动人类社会进步的重要动力之一,其研发与应用对国家经济发展、科技创新以及国防安全具有深远的影响。
基于静电纺丝纤维构筑神经导管用于周围神经损伤的修复摘要:神经损伤是临床上常见的疾病之一,不仅会导致患者的肢体功能障碍,还可能引发严重并发症。
近年来,基于静电纺丝纤维构筑神经导管修复周围神经损伤的研究受到了广泛关注。
本文主要介绍了基于静电纺丝纤维构筑神经导管的原理、材料、制备方法及其在神经损伤修复中的应用进展,并对其优势和不足进行了分析。
研究表明,基于静电纺丝纤维构筑神经导管在神经损伤修复中具有较好的应用前景,但仍存在一些挑战和亟待解决的问题。
关键词:静电纺丝纤维;神经导管;周围神经损伤;修复;应用前景一、引言周围神经损伤是指外周神经受到机械性、物理性、生化性、热损伤等因素影响而导致的神经功能障碍。
其临床表现主要包括肌肉萎缩、感觉丧失、肌力减退等。
治疗周围神经损伤的方法包括手术修复和非手术治疗。
手术修复是治疗周围神经损伤的主要手段,其目的是恢复神经的功能和形态。
近年来,基于静电纺丝纤维构筑神经导管在周围神经损伤修复中得到了广泛的应用。
神经导管是一种人造器官,可以提供脱落的神经末梢环境、保持神经端接触以及控制神经再生方向,从而实现神经损伤修复。
静电纺丝纤维技术是一种制备人工纤维的方法,可以制备出高度仿生的生物材料,具有优异的力学性能和生物相容性。
本文主要介绍了基于静电纺丝纤维构筑神经导管的原理、材料、制备方法及其在神经损伤修复中的应用进展,并对其优势和不足进行了分析,旨在为该领域的研究和应用提供参考。
二、基于静电纺丝纤维构筑神经导管的原理和材料选择静电纺丝纤维技术是一种制备人工纤维的方法,其原理是在高电场下,将聚合物材料从液面喷射出来,形成细纤维,再通过固化等工艺制备成纤维膜或纤维管。
静电纺丝技术得到了广泛的应用,包括农业、医学、环保等领域。
在神经损伤修复中,静电纺丝纤维技术主要应用在神经导管的制备上。
制备神经导管时,需要选择合适的材料。
主要有天然材料和合成材料两种类型。
天然材料包括胶原、海藻酸盐、凝胶丝蛋白等,优点是生物相容性好,易于吸收和代谢,劣势是力学性能差,缺少生物活性分子;合成材料包括聚酯、聚碳酸酯、聚乳酸等,优点是力学性能好,较为耐久,劣势是生物相容性差,易于引起异位反应。
编织法制备人工神经导管的研究陈钱;杨茂园;赵明达;蒋季;戴佳莹;许建梅【摘要】探索利用编织法制备符合一定要求的人工神经导管.采用聚乳酸(PLA)纤维为编织材料,通过改变导管芯材料以及芯纤维数量与排列,设计并编织了3种类型的神经导管,并采用3种编织密度制备这3种不同结构类型的导管.对各类型导管的直径、横截面、质量、轴向断裂强力和伸长、外层纱线交织角进行测试与表征.结果表明编织法制备人工神经导管方便快捷,可以通过改变芯纤维数量与排布调节导管尺寸与孔隙率,批与批之间差异小,同时,为人工神经导管的标准化设计提供了参考数据.【期刊名称】《现代纺织技术》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】5页(P6-10)【关键词】人工神经导管;编织法;紧度系数;孔隙率【作者】陈钱;杨茂园;赵明达;蒋季;戴佳莹;许建梅【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021【正文语种】中文【中图分类】R318.08全球每年有几十万人遭受神经损伤,当外周神经受到损伤时,要用合适的桥接物连接两端。
历经几代人的研究,实现修复神经缺损和神经再生的人工神经导管应运而生。
从早期的自体神经移植到今天的三维神经导管,神经导管的研究已有百年有余。
最早在19世纪末,有利用脱钙骨制成骨性管桥接神经损伤部位进行修复,证明了这种导管具有修复神经的功能[1]。
10年后,Rice等[2]利用动脉修复了大犬坐骨神经,神经导管已经初具规模。
之后神经导管的材料探究逐渐从琼脂、骨、金属等非生物材料发展到生物材料领域[3]。
2007年Yang等[4]讨论了以丝素蛋白进行神经移植用于周围神经再生的发展与评价。
钛基生物陶瓷涂层提高植入物稳定性的研究钛基生物陶瓷涂层提高植入物稳定性的研究一、引言植入物在医学领域中具有重要的应用,例如骨科植入物用于修复骨折和关节置换等。
然而,植入物的稳定性是一个关键问题,它直接影响到植入手术的成功率和患者的康复效果。
钛基材料由于其良好的生物相容性和机械性能,被广泛应用于植入物的制造。
但是,单纯的钛基植入物在某些情况下可能无法提供足够的稳定性。
因此,研究如何提高钛基植入物的稳定性具有重要的临床意义。
生物陶瓷涂层作为一种有效的表面改性方法,被认为可以改善钛基植入物的性能,特别是其稳定性。
二、钛基生物陶瓷涂层的材料选择1. 羟基磷灰石(HA)涂层- HA是一种具有良好生物相容性的生物陶瓷材料,其化学成分与人体骨骼中的矿物质相似。
在钛基植入物表面涂覆HA涂层,可以促进骨细胞的附着和生长。
研究表明,HA涂层能够在植入初期引导骨组织向植入物表面生长,形成紧密的骨-植入物结合界面,从而提高植入物的稳定性。
- 然而,HA涂层也存在一些局限性。
例如,它的机械性能相对较差,在承受较大载荷时可能会发生破裂或脱落。
此外,HA涂层的结晶度和孔隙率等因素也会影响其生物活性和稳定性。
2. 磷酸三钙(TCP)涂层- TCP也是一种常用的生物陶瓷材料,它具有良好的生物降解性和生物相容性。
与HA相比,TCP涂层在体内的降解速度更快,可以为骨组织的生长提供更多的空间和营养物质。
同时,TCP涂层也可以促进骨细胞的分化和增殖,增强骨-植入物结合。
- 但是,TCP涂层的快速降解也可能导致植入物在早期失去部分支撑作用,影响植入物的稳定性。
因此,需要合理控制TCP涂层的降解速度,以达到最佳的植入效果。
3. 生物活性玻璃(BG)涂层- BG是一种含有多种氧化物成分的玻璃材料,它具有独特的生物活性。
当BG涂层与体液接触时,会在表面形成一层富含羟基的凝胶层,这层凝胶层可以促进细胞的附着和增殖,同时还能诱导磷灰石的形成。
磷灰石的形成可以进一步提高植入物与骨组织的结合强度,从而提高植入物的稳定性。