[发明专利]石墨烯微米纤维、制备方法、神经组织支架及修复系统

说明书

本发明提供改性还原氧化石墨烯微米纤维及制备方法、神经组织支架及自驱动神经修复系统。所述微米纤维包括还原氧化石墨烯和导电高分子聚合物聚乙撑二氧噻吩，所述微米纤维是连续的，并具有规整的表面多孔纳米结构。所述改性还原氧化石墨烯微米纤维的制备方法包括：配置掺杂聚乙撑二氧噻吩的氧化石墨烯混合溶液，用该溶液制备改性还原氧化石墨烯微米纤维。所述神经组织支架由改性还原氧化石墨烯微米纤维构成。所述自驱动神经修复系统包括所述神经组织支架和自驱动的分离式摩擦纳米发电机。本发明提出的微米纤维具有形状和表面形貌好、电导率好的特点，对骨髓间充质干细胞具有良好的贴附和增殖能力，能促进骨髓间充质干细胞的神经分化。

技术领域

本发明涉及神经组织支架领域，特别涉及用作神经纤维的人工还原氧化石墨烯微米纤维、其制备方法、包含上述还原氧化石墨烯微米纤维的神经组织支架及包含所述神经组织支架的神经修复系统。

背景技术

神经损伤是临床常见并且多发的损伤类型之一，仅在我国，神经损伤病例每年新增近百万例。随着科学技术的不断发展，神经损伤修复材料得到了不断完善和改进。迄今为止，神经损伤修复采取的主要的方式有：(1)对短的神经缺损进行手术，对受损神经进行缝合，然后自行愈合；(2)使用替代物移植代替较长的受损神经；(3)注射神经营养因子或者外加物理治疗。

可植入支架是提供细胞支撑的有效策略。临床上最常用的移植材料是自体神经，但是供体直径细，可取数量极为有限，难以满足临床需求；已知的人工合成支架材料包括胶原蛋白、纤连蛋白、聚乳酸、聚羟基乙酸等材料，但是这些材料的降解速度快且不可控、降解产生酸性有害物质、不导电，也无法满足神经支架基本要求。这些方法的治疗效果都不是很理想，不能完全恢复受损神经的功能，且治疗周期长，治疗成本高。因此，发展一种更加优良的材料和方法便成为医疗研究领域亟待解决的问题。

神经组织支架的目的在于解决组织器官移植供求不平衡之间的矛盾以及更有效的解决损伤修复难题。构建全新的支架代替损伤或者缺损的组织，从而成功解决因为神经损伤移植物缺乏和替代物导致的后遗症等不良后果，是一种有效的方法和根本途径。理想的神经组织支架材料应具有模拟神经组织形状的三维结构，并且要求其满足生物相容性好、高电导率、无抗原性、容易获得且成本低廉等基本条件。这也正是本领域的科研人员长期以来最热门、最重要的研究方向之一。

近年来，不少科研机构和企业投入了大量的人力、物力与财力对神经修复材料进行研究。但是已有报道的神经修复策略中缺乏一种理想的神经修复材料，能为神经再生提供最佳的生物学和理化微环境，实现加速促进神经修复的目的。

即，需要一种改性的类似神经纤维结构的、细胞相容性好、高电导率的制作神经支架的材料，并应该能让该材料构成一种自驱动神经修复系统，为神经修复提供更好的解决方案。

发明内容

鉴于上述背景技术的问题，特提出本发明。

本发明中：

“还原氧化石墨烯”的含义为：氧化石墨烯表面有大量的官能团，如羧基、羟基、环氧基，经还原后变成还原氧化石墨烯，还原氧化石墨烯的性质和原始石墨的性质相似，和氧化石墨烯的区别在于没有了或者去除了大本分官能团。

“神经组织支架”的含义为：神经组织支架是指能与活体神经细胞结合并能植入生物体内，可替代神经组织的功能的材料。

本发明目的之一在于提供一种制备改性还原氧化石墨烯微米纤维的方法，其具有操作简便，成本低，改性效果好等优点。

本发明目的之二在于提供一种改性还原氧化石墨烯微米纤维及其构成的神经组织支架，其细胞相容性好，表面比表面积大，高电导率，能很好的模拟天然神经纤维，并能有效促进干细胞分化，可应用于诱导骨髓间充质干细胞定向分化为神经细胞，在组织工程方面具有广阔的应用前景。