【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学工程材料，具体涉及一种可用于神经损伤修复的可降解压电/导电细胞支架。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
的信息旨在增加对本专利技术总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、神经损伤对人类的生命健康安全产生严重威胁。目前临床上针对神经损伤的治疗方法较多，主要包括细胞移植、神经缝合、自体或异体神经移植、神经营养因子注射和基因疗法等，但是治疗效果不一。随着生物材料的发展和组织工程技术的日益成熟，神经组织工程在治疗神经退行性疾病方面显示出了巨大的潜力。
3、研究表明，导电材料在治疗神经损伤方面具有独特的作用。由于神经组织具有电信号传导性能，将神经干细胞在导电材料表面培养时，神经干细胞会自发向神经元分化。随着研究的深入，人们发现通过导电材料对神经干细胞辅以电刺激会加快其向神经元的分化，而将神经干细胞替换为来源更为广泛的间充质干细胞时，电刺激也会诱导间充质干细胞分化为神经元，这些研究表明，导电材料有望在神经修复方面会起到重要作用。
4、然而目前所使用无机导电材料（如金箔、碳纸等）和有机导电材料（如聚吡咯、聚苯胺等）均难以降解，会对人体产生长期的影响，选择可生物降解材料用于神经损伤修复是必然的选择。关于可降解蛋白纤维（如蚕丝纤维）与导电材料（如石墨烯、碳纳米管等）复合制备导电纤维的方式，一般是采用掺杂的方式，即把石墨烯混合在蛋白溶液中，然后采用静电纺丝等方式获得纤维材料。由于导电材料不能在纤维内部完全形成连续相，这种材料的导
技术实现思路
1、针对目前可降解纤维支架的导电性差的问题，本专利技术提供一种可用于神经损伤修复的可降解压电/导电细胞支架，相比明胶纤维具有更好的压电效应，具有更好的诱导干细胞分化为神经组织的能力。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
3、一种表面包覆石墨烯的明胶纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）将交联明胶纤维膜浸入过量的氧化石墨烯分散液中，紫外光照射并搅拌后获得附着氧化石墨烯的纤维膜；
5、（2）将附着氧化石墨烯的纤维膜以na2s2o4溶液还原，获得表面包覆石墨烯的明胶纤维膜。
6、明胶纤维膜的纤维直径为800-1200nm。
7、紫外光照射可对氧化石墨烯进行初步的还原，使石墨烯包覆效果更好。优选的，紫外线的波长为254nm-365nm，照射距离为10cm-20cm，照射时间为1h-4h。
8、氧化石墨烯相对于明胶纤维一般是远远过量的，其浓度基本不会影响终产物的状态和性质；氧化石墨烯分散液的浓度优选为50mg/l。
9、na2s2o4溶液的浓度为5g/l。
10、交联明胶纤维膜明胶纤维膜可以采用现有技术中的常规方法获得，如，采用静电纺丝的方法制备获得明胶纤维膜，以1-乙基-3-二甲基氨基丙基碳二亚胺盐酸盐（edc）和n-羟基琥珀酰亚胺（nhs）或戊二醛交联。戊二醛在体内生物降解过程中释放的游离戊二醛分子将会对机体产生毒害，而edc/nhs交联不会将有害试剂附着在支架上，且多余的edc/nhs试剂和副产物尿素是水溶性的，可以用稀酸或水从交联支架上冲洗掉，安全性更高。体外模拟条件下，明胶在三天内的降解率即可达为100%，对于治疗神经损伤的存续期过于短暂，达不到治疗的目的；交联后的明胶纤维膜能够在体内较长时间的存在，同等条件下相比未交联明胶，交联后明胶的三天降解率在15%以内，7天降解率约为30%，存续期能够达到15-20天。在包覆石墨烯后能够使交联明胶纤维的存续期达到初步治疗所需的时长。
11、具体地，以edc和nhs交联明胶纤维膜的方法如下：
12、（a）以体积比为9:1的乙醇和水为溶剂，按edc/nhs摩尔比为2.5:1、edc浓度为50mmol/l配制交联剂溶液；
13、（b）将明胶纤维膜浸入交联剂溶液中进行交联反应，然后反复洗涤除去残留物，干燥后获得交联明胶纤维膜。
14、洗涤液为12g/l的磷酸二氢钠溶液或水。
15、以戊二醛交联明胶纤维膜的方法如下：
16、将明胶纤维膜置于戊二醛饱和蒸汽交联反应，然后干燥获得明胶纤维膜。
17、具体地，明胶纤维膜可以通过以下步骤获得：
18、（i）将明胶粉末溶解在体积比为1:1.5的n,n-二甲基甲酰胺和甲酸的混合液中，配制质量分数为20%-35%的明胶溶液；
19、（ii）将明胶溶液置于具有0.5-0.8mm内径的钢针的注射器中，在室温下进行静电纺丝，纺丝电压为10kv-15kv，收集距离为10cm-15cm，注射速率0.2ml/h-0.4ml/h，将接收纸包覆于滚筒表面用于收集纺丝，获得明胶纤维膜。
20、通过控制明胶溶液浓度以及电压、注射速率和收集距离等条件，可以得到不同直径的明胶纤维。
21、接收纸为硅油纸或铝箔。
22、一种上述方法获得的表面包覆石墨烯的明胶纤维膜。该纤维膜可以灭菌后作为医学工程材料/支架植入神经损伤部分。另外，上述表面包覆石墨烯的明胶纤维膜可用于培养间充质干细胞或神经干细胞，获得的附有间充质干细胞或神经干细胞的纤维膜可作为医学工程材料用于神经修复。
23、一种诱导神经干细胞神经分化的方法，包括以下步骤：
24、将神经干细胞附着于上述表面包覆石墨烯的明胶纤维膜上，于培养基中进行间歇超声培养。
25、间歇超声的条件为：每次400w超声2s停2s持续8分钟，两次超声间隔24小时。
26、本专利技术具有以下优点：
27、本专利技术利用不同体系介电常数的不同以及材料的表面官能团，通过简单的光照、搅拌和na2s2o4还原即可实现石墨烯对单根纤维的完美包覆，得到导电纤维。由于石墨烯与明胶纤维紧密结合并形成连续相，纤维具有出色的导电性能，同时明胶产生的压电信号可以被石墨烯收集传输，产生更为显著的电输出，从而能够促进干细胞向神经元分化。除压电信号外，这种材料也可以单独用作导电纤维，能够通过其他物理效应（如磁电效应）产生电信号，从而诱导干细胞分化。这种导电膜材料可用于脊髓或脑损伤的贴膜材料，利用其压电/导电性能施加电信号，在诱导外源性干细胞神经分化的同时，也能促进内源性神经干细胞的分化，从而加速神经损伤的修复，为神经损伤病人的康复争取宝贵的时间。
28、该压电/导电细胞支架能作为可降解导电纤维使用，在神经组织修复方面可发挥独特的作用：可避免使用传统的外接导线和电源进行电刺激的修复方式，利用超声波驱动压电材料产生电信号等无导线方式诱导干细胞神经分化，无需外接导线通过外部电源供电，因而安全有效，不会对病人产生二次手术痛苦，避免外接导线感染的风险，具有显著的临床价值，所用材料在体内逐渐降解，不会在体内造成残留的长期影响。
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1.一种表面包覆石墨烯的明胶纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯分散液的浓度为50mg/L；Na2S2O4溶液的浓度为5g/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，交联明胶纤维膜明胶纤维膜采用静电纺丝的方法制备获得明胶纤维膜，以EDC/NHS或戊二醛交联。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以EDC/NHS交联/的方法如下：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，明胶纤维膜通过以下步骤获得：
6.一种如权利要求1-5任一所述的方法获得的表面包覆石墨烯的明胶纤维膜。
7.一种如权利要求6所述的表面包覆石墨烯的明胶纤维膜在诱导间充质干细胞或神经干细胞分化、制备用于神经修复的医学工程材料中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述用于神经修复的医学工程材料为表面附着细胞的包覆石墨烯的明胶纤维膜。
9.一种诱导神经干细胞神经分化的方法，其特征在于，包括以下步骤：将神经干细胞附着于上述
...【技术特征摘要】
1.一种表面包覆石墨烯的明胶纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯分散液的浓度为50mg/l；na2s2o4溶液的浓度为5g/l。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，交联明胶纤维膜明胶纤维膜采用静电纺丝的方法制备获得明胶纤维膜，以edc/nhs或戊二醛交联。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以edc/nhs交联/的方法如下：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，明胶纤维膜通过...
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