促进神经细胞生长和分化的薄膜的制备方法技术

本发明专利技术属于生物医学工程领域，具体涉及一种促进神经细胞生长和分化的薄膜的制备方法。现有技术中缺乏一种高效、简便、经济、安全的促进神经细胞生长和分化的方法，本发明专利技术提供一种促进神经细胞生长和分化薄膜的制备方法，包括以下步骤：a、准备原始(混合相，MP)、1T相、2H相MoS2；b、制备PDMS；c、以步骤a获得的原始、1T相、2H相MoS2在步骤b中制备的PDMS上制成薄膜，将神经细胞悬浮液接种于所述步骤c获得的薄膜上，置于细胞培养箱中培养。本发明专利技术提供的神经细胞生长薄膜，通过构建表面具有八面体配位体系的1T相MoS2和三棱柱配位2H相的PDMS薄膜作为神经细胞的培养基底，本发明专利技术制备得到的薄膜具有良好的生物相容，可提高神经细胞活性并促进了神经细胞突触的分化。进了神经细胞突触的分化。进了神经细胞突触的分化。

【技术实现步骤摘要】
促进神经细胞生长和分化的薄膜的制备方法


[0001]本专利技术属于医用生物材料领域，具体涉及一种促进神经细胞生长和分化的薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]二硫化钼(MoS2)纳米片作为一类典型的层状过渡金属二维纳米材料，在生物体内具有低毒和良好的生物相容性，因其独特的物理、化学、光学、电子和力学性能而备受关注。近年来，MoS2纳米片作为植入生物材料广泛应用于生物医学领域，如药物递送、生物成像和生物传感器等。目前，利用二硫化钼纳米片开发生物医学纳米材料的方法很多，以获得理想的物理化学或生化性能，以满足特殊的实际应用。然而，目前大多数方法仍存在一些局限性，如工艺复杂，缺乏精确和可控的制备策略等。众所周知，块状三维结晶MoS2的堆叠结构，具有Mo和S之间的强共价键和相邻层之间的弱范德华相互作用，可以为获得单层或少层MoS2提供一种容易的策略成功剥离单层MoS2纳米片可使硫原子暴露在MoS2纳米片的两面，并为细胞提供丰富的活性位点。MoS2基纳米材料的形态特征对其应用至关重要。不仅会影响MoS2基纳米材料的性能，还会影响生物系统的响应。因此，制备具有合适结构的二硫化钼生物材料是非常必要的，以满足生物医学领域广泛的潜在应用。
[0003]近年来，纳米材料的组织工程越来越受到人们的关注，包括功能化支架的使用、引导通道的使用、受控和可控的纳米材料神经营养因子的持续释放。PC12细胞是一种有用的神经分化体外模型。它们对多种生长因子、神经营养因子和激素有反应，可用于评估分化过程中不同的反应。对于神经元和神经系统的修复和再生，过渡金属二维纳米材料的潜力在很大程度上尚未被研究。尽管神经科学和再生医学领域取得了许多进展，但神经损伤后的有效修复、再生和功能恢复仍然是临床上的一个挑战。之前已经表明，神经细胞的生长、分化和极化受到细胞和细胞外基质相互作用的强烈影响，由纳米结构介导的基质的刚度或弹性决定了细胞的粘附、形态和分化。因此，通过开发和应用新型纳米材料，为神经细胞提供工程微环境，特异性地控制神经元轴突排列和生长，从而开发更有效的神经损伤治疗方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题为：现有技术中缺乏一种简便、经济、安全、有效的促进神经细胞生长和分化的方法。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种促进神经细胞生长和分化的薄膜及其制备方法，制备的方法简便,制备出的MP、2H、1T相MoS2薄膜，有望作为神经元及神经组织再生和修复的产品，具备较高的实用价值。
[0006]本专利技术的技术方案是促进神经细胞生长和分化的薄膜的制备方法，具体包括如下步骤：
[0007]步骤1)：将原始的二硫化钼纳米片分散于氢氧化钾溶液中；
[0008]步骤2)：在溶液相中通过微波辅助途径合成高纯度的1T相MoS2：使用单模微波照
射步骤1)所得的MoS2原始溶液，结束后，沉淀，用去离子水冲洗，冷冻干燥后得到产物1T相MoS2；
[0009]将原始二硫化钼在石英管炉中退火处理后获得2H相MoS2纳米片；
[0010]步骤3)：将PDMS和交联剂混合均匀，连续搅拌固化；
[0011]步骤4)：将PDMS浸泡在ATPES，洗涤后，烘干；
[0012]步骤5)：将上述得到的MP、2H、1T相MoS2在低温超声，以便充分分散；
[0013]步骤6)：将上述得到的MP、2H、1T相MoS2用滴注法涂在步骤4)得到的PDMS上。
[0014]进一步地，所述步骤1)中MoS2的浓度为1mg/mL，氢氧化钾溶液浓度为0.5M。
[0015]进一步地，所述步骤2)中微波时，悬浮液的温度从室温升至170
‑
180℃(30℃/min)，并保持40分钟。
[0016]进一步地，所述步骤2)中冷冻干燥前，对所述溶液进行冷冻处理得到冻结物，之后将冻结物放入真空冷冻干燥机中。
[0017]进一步地，所述步骤2)中退火时于300
‑
500℃，退火3
‑
5小时。
[0018]进一步地，所述步骤3)中PDMS和交联剂以5
‑
20:1的比例混合，固化时间为2
‑
3小时。
[0019]进一步地，所述步骤4)中APTES溶液为30μL，APTES加入30ml无水乙醇。
[0020]进一步地，所述步骤4)中浸泡时间为1小时。
[0021]进一步地，所述步骤5)中MP、2H、1T相MoS2分散在无水乙醇中，浓度为10mg/L。
[0022]与现有技术相比，本专利技术实现的有益效果：本专利技术制备的MP、2H、1T相二硫化钼的薄膜有效地提升了细胞生长效率和分化的程度。通过检测神经细胞的增殖活性，相关蛋白表达及神经突触生长情况，证明了在1T相二硫化钼的薄膜上生长的神经细胞具有较好的增殖和分化效果，具备良好的应用前景。
附图说明
[0023]图1为本专利技术所制备的1T相(a)、2H相(b)及原始MoS2纳米片(c):
[0024]左上
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AFM图确认所得MoS2纳米片厚度图片；右
‑
透射电子显微镜图片；左下
‑
晶格结构图片。
[0025]图2为本专利技术所制备的MP、2H、1T相MoS2薄膜对细胞增殖活性的测试结果。
[0026]图3为PC12细胞在本专利技术所制备的MP、2H、1T相MoS2薄膜和PDMS上生长情况的显微镜照片。
[0027]图4为PC12细胞在本专利技术所述的MP、2H、1T相MoS2薄膜(a)和PDMS(b)上生长效果的共聚焦激光扫描显微镜图片。
[0028]图5为PC12细胞在本专利技术所述的MP、2H、1T相MoS2薄膜和PDMS上分化程度的测试，包括细胞最大突触长度(a)，平均突触长度(b)和细胞长宽比(c)。
[0029]图6为PC12细胞在本专利技术所述的MP、2H、1T相MoS2薄膜和PDMS生长分化后黏着斑蛋白(Vinculin)表达情况的共聚焦激光扫描显微镜图片。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进
一步详细、完整地说明。
[0031]实施例1
[0032]一、合成本专利技术所述的纳米生物材料：
[0033]称取80mg原始的MoS2，放入250mL玻璃烧杯，加入80mL氢氧化钾溶液，平均分到8个消解罐中。使用200W和2.45GHz的单模微波(MAS
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II Plus，中国)照射MoS2原始溶液(10ml，1mg/mL)。悬浮液的温度从室温升至175℃(30℃/min)，并保持40分钟。自然沉淀后，用去离子水冲洗3次，冷冻后放入真空冷冻干燥机中。图1是对本专利技术所述的纳米材料在原子力显微镜、投射电子显微镜、高分辨投射电子显微镜下的形态图。结合图1可见，本专利技术通过简便的微波辐射法由原始的MoS2制备出了高相纯度的1T相MoS2纳米片，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.促进神经细胞生长和分化的薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1)：将原始的二硫化钼纳米片分散于氢氧化钾溶液中；步骤2)：在溶液相中通过微波辅助途径合成高纯度的1T相MoS2：使用单模微波照射步骤1)所得的MoS2原始溶液，结束后，沉淀，用去离子水冲洗，冷冻干燥后得到产物1T相MoS2；将原始二硫化钼在石英管炉中退火处理后获得2H相MoS2纳米片；步骤3)：将PDMS和交联剂混合均匀，连续搅拌，固化；步骤4)：将PDMS浸泡在ATPES，洗涤后，烘干；步骤5)：将上述得到的MP、2H、1T相MoS2在低温超声以便充分分散；步骤6)：将上述得到的MP、2H、1T相MoS2用滴注法涂在步骤4)得到的PDMS上。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中MoS2的浓度为1mg/mL，氢氧化钾溶液浓度为0.5M。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中微波时，悬浮液的温度从室温升至170
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙珊，胡献刚，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：