一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜及其制备方法和应用，导电反蛋白石薄膜的制备方法包括以下步骤：步骤一、制备纳米颗粒胶体晶体阵列模板，用水凝胶前体溶液填充模板空隙，固化后去除模板得到反蛋白石基底；步骤二、将得到的反蛋白石基底沿着与其单排孔洞直线方向的不同角度拉伸，得到具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜；步骤三、配制导电水凝胶前聚体溶液，并用其填充具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜，然后用紫外光固化，得到具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜。本发明专利技术具有操作简便、成本较低、诱导效果良好等优点。诱导效果良好等优点。诱导效果良好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物材料领域，涉及一种薄膜材料，尤其涉及一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]神经系统在人类生活中扮演着潜在的中心角色，它可以根据环境的变化适当地调节机体的生理功能，从而实现机体与环境的统一。神经元损伤和退化可导致永久性组织损伤和严重的功能损伤，这是人类无法避免的。然而，神经组织固有的自我再生能力有限，因此受损神经组织的修复与再生受到了人们的广泛关注。已经有许多研究致力于解决这些问题，其中神经定向诱导被认为是一种有效的方法。在这方面，具有表面形貌的基底材料在神经定向方面具有巨大的潜力。尽管通过使用具有表面形貌的生物材料取得了许多进展，但由于这些生物材料的柔软性，在实现神经元诱导方面仍然存在挑战。相比之下，图案化的硬质底物虽然表现出定向诱导潜力，但是由于基底与体内生物体之间的不一致通常会阻碍神经细胞的存活和增殖。此外，单方向诱导方案大多不利于神经网络的快速形成。因此，仍然可以期待具有可设计神经诱导的新方法来构建复杂的神经系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜及其制备方法和应用，以克服现有技术的缺陷。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，具有这样的特征：包括以下步骤：
[0005]步骤一、制备反蛋白石基底：利用垂直沉积法得到高度有序的自组装纳米颗粒胶体晶体阵列模板，用水凝胶前体溶液填充纳米颗粒胶体晶体阵列模板空隙，固化后去除纳米颗粒胶体晶体阵列模板，得到反蛋白石基底；
[0006]步骤二、制备具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜：将得到的反蛋白石基底沿着与其单排孔洞直线方向的不同角度拉伸，得到具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜；
[0007]步骤三、制备具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜：配制导电水凝胶前聚体溶液，并用其填充具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜，然后用紫外光固化，得到具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜。
[0008]进一步，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，所述垂直沉积法的具体步骤为：将洗净的玻片垂直插入单分散纳米颗粒的乙醇溶液中；单分散纳米颗粒的乙醇溶液的浓度为1
‑
2wt％；在恒温恒湿的环境下，待溶剂挥发后即可得到高度有序的自组装纳米颗粒胶体晶体阵列模板；恒温恒湿条件为温度30
‑
40℃，湿度50
‑
60％。
[0009]进一步，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，所述纳米颗粒胶体晶体阵列模板中的纳米颗粒是二氧化硅。
[0010]进一步，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，所述水凝胶前体溶液选自聚苯乙烯(PS)/甲苯溶液或聚偏氟乙烯(PVDF)/二甲基甲酰胺(DMF)溶液中的一种。水凝胶前体溶液的浓度为10
‑
20wt％。
[0011]进一步，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，拉伸倍数为3
‑
6倍。
[0012]进一步，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，拉伸角度为与其单排孔洞直线方向的夹角成15
°
、30
°
、45
°
或60
°
。
[0013]进一步，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，拉伸反蛋白石基底的条件为70
‑
80℃水浴加热。
[0014]进一步，本专利技术提供一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中，所述导电水凝胶前聚体溶液包括聚3,4
‑
乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)溶液、聚丙烯酰胺(PAAm)前聚体溶液和2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮(HMPP)；聚3,4
‑
乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐溶液的固含量为1.2％；聚丙烯酰胺前聚体溶液包括丙烯酰胺(AAm)、N
‑
N
’
亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和去离子水，丙烯酰胺的浓度为0.2g mL
‑
1，N
‑
N
’
亚甲基双丙烯酰胺相对于丙烯酰胺的质量分数为3.45wt％；聚3,4
‑
乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐溶液与聚丙烯酰胺前聚体溶液的体积比为3:2；2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮的用量为聚3,4
‑
乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐溶液和聚丙烯酰胺前聚体溶液总量的1v/v％。
[0015]本专利技术还保护制备方法制得的具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜。
[0016]所述具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜用于诱导神经细胞。具体的，用于诱导神经细胞方面定向生长、促进神经细胞生长分化。
[0017]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜及其制备方法和在诱导神经细胞方面定向生长、促进神经细胞生长分化的应用，包括各向异性反蛋白石基底以及其上覆盖的导电水凝胶。该导电反蛋白石薄膜兼具各向异性、优异的导电性能和生物相容性，可很好地促进神经细胞增殖分化及沿不同方向定向生长，从而有助于形成神经网络，促进神经损伤修复及再生。具体具有以下优点：
[0018]一、本专利技术基于反蛋白石基底制备，方法简便，成本较低，操作简易，可大批量制备，技术要求不高。
[0019]二、本专利技术设计了一种具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜，其表面形貌可以简单地通过拉伸角度的改变而改变，从而促进神经细胞的定向生长。而灌注的导电水凝胶则赋予其优异的导电性能，从而对神经细胞的生长和分化起到了积极的作用。
[0020]三、本专利技术制备的薄膜可以诱导神经细胞定向排列，从而形成神经网络，有助于神经损伤的修复及再生，在生物医学应用中，特别是在组织工程中具有广阔的应用前景。
附图说明
[0021]图1是具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜的制备流程图；
[0022]图2是灌注导电水凝胶前后的具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜上细胞培养情况的示意图；
[0023]图3是PC12细胞在不同角度拉伸后的各向异性反蛋白石薄膜上培养后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、制备反蛋白石基底：利用垂直沉积法得到高度有序的自组装纳米颗粒胶体晶体阵列模板，用水凝胶前体溶液填充纳米颗粒胶体晶体阵列模板空隙，固化后去除纳米颗粒胶体晶体阵列模板，得到反蛋白石基底；步骤二、制备具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜：将得到的反蛋白石基底沿着与其单排孔洞直线方向的不同角度拉伸，得到具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜；步骤三、制备具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜：配制导电水凝胶前聚体溶液，并用其填充具有各向异性椭圆多孔图案的反蛋白石薄膜，然后用紫外光固化，得到具有各向异性椭圆多孔图案的导电反蛋白石薄膜。2.根据权利要求1所述的用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，其特征在于：其中，步骤一中，所述垂直沉积法的具体步骤为：将洗净的玻片垂直插入单分散纳米颗粒的乙醇溶液中；在恒温恒湿的环境下，待溶剂挥发后即可得到高度有序的自组装纳米颗粒胶体晶体阵列模板。3.根据权利要求1所述的用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，其特征在于：其中，步骤一中，所述纳米颗粒胶体晶体阵列模板中的纳米颗粒是二氧化硅。4.根据权利要求1所述的用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，其特征在于：其中，步骤一中，所述水凝胶前体溶液选自聚苯乙烯/甲苯溶液或聚偏氟乙烯/二甲基甲酰胺溶液中的一种。5.根据权利要求1所述的用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，其特征在于：其中，步骤二中，拉伸倍数为3
‑
6倍。6.根据权利要求1所述的用于诱导神经细胞的导电反蛋白石薄膜的制备方法，其特征在于：其中，步骤二中，拉伸角度为与其单排孔洞直线方向的夹角成15
°
、30
°
、45
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵远锦，张则优，汪雨，余筠如，许冬雨，
申请(专利权)人：南京鼓楼医院，
类型：发明
国别省市：