[发明专利]具有纵向孔道石墨烯壳聚糖复合导电神经支架的制备方法

说明书

本发明公开了具有纵向孔道的石墨烯‑壳聚糖复合导电神经修复支架的制备方法，将壳聚糖溶液与石墨烯分散液均匀混合，再加入0.5~1.0%的京尼平混合，将得到的混合液注入2~10mm内径的圆柱形模具中；采用单向冷冻的方法，将模具以0.1~5cm/min的速度匀速浸入液氮中，使混合液充分冷冻；再进行冷冻干燥和壳聚糖分子链的充分交联，即得到最终产品。本发明工艺简单，反应条件温和，易于操作，产品具有良好的力学韧性、导电性、生物相容性、体内可降解性，并且还有刺激神经纤维及血管再生的功能。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体是具有纵向有序孔道的石墨烯-壳聚糖复合导电神经修复支架的制备方法。

背景技术

周围神经损伤是一种临床常见的外科疾病，占外科手术的2.8%。目前治疗周围神经损伤最常用的方法为自体神经移植，但是自体移植存在许多弊端，如供体不足、供体神经尺寸难匹配、供体部位的损伤、异体神经存在免疫排斥反应等。因此，具有良好生物相容性的神经修复支架是未来替代自体/异体神经移植的重要手段。

优异的神经修复支架要求材料有良好的生物相容性、生物降解性以及诱导再生神经元向损伤远端生长。壳聚糖是一种天然的生物材料，拥有优异的生物相容性及生物降解性，通过控制壳聚糖的分子量和交联程度可以控制材料的降解速率。壳聚糖具有丰富的氨基基团，便于进行化学修饰。壳聚糖的降解产品壳寡糖具有促进施万细胞增殖和黏附的功能。因此壳聚糖适合作为神经修复支架的材料。

在神经修复的过程中，适当的电刺激对患者的恢复具有较好的促进作用，因此要求支架材料具有一定的导电能力，以促进再生神经元的定向生长。石墨烯及其氧化的衍生物是一种导电能力优异的纳米材料，它们具有良好的生物相容性及体内降解性，可以在体内被嗜中性粒细胞中的氧化酶作用而发生降解。此外，氧化石墨烯还可以促进神经元的黏附以及血管再生，是一种优异的神经再生材料。

良好的神经修复支架还要求能够引导再生神经元细胞及其神经轴突向损伤处的远端生长。因此具有纵向有序孔道的石墨烯-壳聚糖复合导电神经修复支架相比于无序的支架，它对神经修复具有巨大的优势。通过冷冻造孔和冷冻干燥的方法制备材料，能最大程度地保持材料的化学成分和物理性质。

虽然国内已有关于壳聚糖制备神经修复支架的专利(CN 1385217A)和石墨烯用于仿生梯度制备软骨-骨修复支架的专利(CN 109481736A)，但本研究的检索表明，用石墨烯复合壳聚糖制备有序导电神经支架的专利或研究，还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供工艺简单、反应条件温和、易于操作的具有纵向有序孔道的石墨烯-壳聚糖复合导电神经修复支架的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

具有纵向孔道的石墨烯-壳聚糖复合导电神经修复支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）将壳聚糖粉末溶解于1%~10%的醋酸溶液中（或磷酸、柠檬酸、乳酸），搅拌2~10h，形成浓度为5~50 mg/mL的壳聚糖溶液；

b）将石墨烯粉末加入于去离子水中，剧烈搅拌1h后，再通过超声强力分散4~10h，形成浓度为2~10mg/mL的石墨烯分散液；

c）按1:20~100的石墨烯粉末与壳聚糖的质量比，将石墨烯分散液缓慢地加入壳聚糖溶液中，同时不断搅拌1h，然后通过超声振荡方法再将混合液继续强力分散2~10h，得到石墨烯分散均匀的混合液A；

d）按与壳聚糖质量比的0. 1~5%，将10mg/ml的京尼平溶液缓慢滴加入混合液A中，在20~30℃下搅拌1~4h，得到含京尼平交联剂的混合液B；