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取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料及其制备方法技术

技术编号:21870512 阅读:30 留言:0更新日期:2019-08-17 08:10
本发明专利技术公开了一种取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料及其制备方法,以具有优异生物相容性的天然生物大分子胶原和聚合物纳米颗粒的混合液为原料,再利用PEG缓冲液,通过同轴微流体芯片制备得到取向导电胶原水凝胶纤维。在水凝胶制备过程中加入细胞,便得到具有细胞原位装载的仿生导电神经支架材料。本发明专利技术制备得到的水凝胶纤维具有与天然神经组织相匹配的导电性、相近的力学性质、良好的生物相容性,并且能够在微纳米尺度上沿水凝胶纤维方向定向排列,能够模拟天然神经组织中的定向结构;所制备的仿生导电神经支架材料能够模拟神经组织中神经元沿神经纤维方向排列及电信号沿轴突传导的过程,在神经组织工程领域显示出了良好的应用前景。

Guided electrogels, hydrogel and biomimetic conductive nerve scaffold materials and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料及其制备方法
本专利技术属于生物医学材料和生物医学工程
,涉及水凝胶,具体涉及一种取向导电胶原水凝胶及其制备方法。
技术介绍
神经组织是一种具有多级定向结构的特殊组织,由具有取向结构的神经束组成,神经束是由微米尺度的神经纤维组成,而神经纤维由雪旺细胞定向排列形成髓鞘,神经轴突沿髓鞘定向生长。在神经组织中,神经元之间通过电信号进行交流,电信号对于神经元的存活、分化和功能表达有着至关重要的作用。神经元的细胞外基质除了支持细胞生长以外,作为神经元之间及神经元—基质之间的电信号传递的介质,它的导电性直接影响了电信号传递的效率。因此,生物相容的导电基质在神经组织修复领域中具有优异的应用前景。其中,导电水凝胶由于其优异的生物相容性、可塑性和导电性能,在近些年来引起了大量科学家的关注,且已经取得了较快的进展。水凝胶材料本身具有以下优势:(1)水凝胶材料可以实现细胞的原位三维包裹,其作为高含水的亲水多孔材料,可以模拟天然的细胞外基质微环境,进行基质与细胞之间的营养物质及代谢废物的传输;(2)许多水凝胶材料,如天然蛋白、多糖等具有优异的生物相容性,可以支持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到水溶性高分子聚合物浓度为0.075~0.15g/mL的第一分散液,将得到的第一分散液取出冷却至室温;将氧化剂加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置至少1h,得到氧化剂浓度为0.23~0.46mol/L的第二分散液;然后在0~5℃、搅拌条件下,将导电单体滴加到第二分散液中至第二分散液中导电单体的浓度达到0.1~0.2mol/L,然后于0~5℃继续搅拌反应3~5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,对洗涤所得物质通过冻干确定洗涤所得物质中...

【技术特征摘要】
1.一种取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到水溶性高分子聚合物浓度为0.075~0.15g/mL的第一分散液,将得到的第一分散液取出冷却至室温;将氧化剂加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置至少1h,得到氧化剂浓度为0.23~0.46mol/L的第二分散液;然后在0~5℃、搅拌条件下,将导电单体滴加到第二分散液中至第二分散液中导电单体的浓度达到0.1~0.2mol/L,然后于0~5℃继续搅拌反应3~5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,对洗涤所得物质通过冻干确定洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度,然后添加去离子水稀释至聚合物纳米颗粒的浓度为2~4mg/mL,得到第三分散液;(2)制备水凝胶前驱体混合液将胶原溶于醋酸中得到胶原浓度为8~12mg/mL的醋酸溶液,然后于0~4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再将所得溶液与步骤(1)得到的第三分散液混合,并加入去离子水调节至胶原浓度为5~8mg/mL、聚合物纳米颗粒浓度为0.1-0.5mg/mL,之后将所得混合液振荡混匀即得到水凝胶前驱体混合液;(3)制备导电胶原水凝胶将步骤(2)得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按照流速比1:2~2:1分别从同轴微流体芯片的两个入口注入,经同轴管道挤出至PEG缓冲液中制备得到导电胶原水凝胶微纤维。2.根据权利要求1所述取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于步骤(1)中,水溶性高分子聚合物为分子量在14500~45000之间的聚乙烯醇,氧化剂为FeCl3,导电单体为吡咯、苯胺或者噻吩。3.根据权利要求1所述取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于步骤(3)中,PEG缓冲液是将聚乙二醇溶于PBS缓冲液中得到,缓冲液中聚乙二醇的浓度为20%。4.权利要求1至3任一权利要求所述方法制备得到的取向导电胶原水凝胶。5.一种仿生导电神经支架材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到水...

【专利技术属性】
技术研发人员:范红松吴承恒陈素萍陈露孙静罗红蓉
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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