[发明专利]一种适于神经元粘附与存活的涂层材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种适于神经元粘附与存活的涂层材料及制备方法。概括地讲，本发明是利用石墨烯基材料具有组织诱导性、可应用于生物医用组织工程领域的特点，通过改进的Hummers方法制备氧化石墨烯胶体，再将稀释的氧化石墨烯溶液与阿糖胞苷溶液均匀混合，最后经过真空干燥处理制备的一种石墨烯基载药复合涂层的方法。本发明所制备的产物能显著促进神经元细胞的粘附与存活。本发明提出的方法简单易操作、成本低、一致性好，易于转化。制备出来的石墨烯基薄膜在组织工程领域拥有广大的应用前景和实用价值。

技术领域：

本发明涉及一种适于神经元粘附与存活的涂层材料及制备方法，概括地讲，本发明是利用石墨烯基材料具有组织诱导性、可应用于生物医用组织工程领域的特点，涉及通过改进的Hummers方法制备氧化石墨烯胶体，再将稀释的氧化石墨烯溶液与阿糖胞苷溶液均匀混合，最后经过真空干燥处理制备的一种石墨烯基载药复合涂层的方法。

背景技术：

生命和再生工程，包括人类在未来实现操纵神经系统、生物细胞和组织器官等能力被认为是科学和工业界第六次科技革命所涉及的学科之一。而作为第四次产业革命重要技术的再生技术也就成为了各国超前布局、抢占科学战略制高点，进而掌握核心专利的目标。

神经元属终末分化细胞，具有感受外界刺激和传导生物电信号功能。通过神经元培养建立体外细胞模型用于研究药物的神经毒性和神经退行性病变机理是目前神经生物学领域的重要手段，但是体外分离的神经元培养存在诸多难点，包括神经元纯化及确保神经元长期存活。早期一些实验室采用低剂量的阿胞糖苷添加到培养基中，旨在抑制分裂增殖细胞的生长，其弊病是阿胞糖苷也能引起一定的神经毒性，影响神经元存活；此外，神经元存活需要各种神经生长因子和神经营养因子，去除了神经组织中的非神经元细胞，神经元缺乏刺激生长的营养因子发生退行性死亡。目前解决办法是改良细胞培养基，添加各种神经生长因子和活性物质维持神经元存活，这种培养基价格昂贵。

近年来，石墨烯作为一种新型纳米材料在生物医用组织工程领域崭露头角，石墨烯基材料因具有高生物兼容性，低毒性，高比表面积.对各类小分子物质有较强的吸附能力等物理化学性质，在组织工程领域有着良好的应用前景。目前体内体外的实验均证实其能促进组织的修复和与重建，且有大量研究表明石墨烯基材料能显著促进细胞粘附、增殖及分化。基于石墨烯及其衍生物良好的生物相容性，以及优良的光学、电学、力学等性能，可进一步应用于生物芯片、神经修复与再生移植物等领域。氧化石墨烯的二维平面结构使其具有超大的比表面积，芳香环平面使其具有芳香族化合物的能力，二维平面上的含氧亲水基团，拥有良好的水溶性和化学可调性，能在溶液状态下实现与其它物质分子包括药物分子实现键合，从而制备性能优异的复合材料。

石墨烯基材料独特的结构、高比表面积、以及强大的吸附能力，使大量生长因子、蛋白质等营养物质能聚集、浓缩在其表面，影响细胞信号通路的表达，从而可以实现对多种细胞的培养。本发明在于采用溶剂蒸发自组装成膜方法，制备化学修饰的石墨烯与阿糖胞苷复合涂层。ZL201610034514.8公开了一种简单易操作的集掺杂和成膜为一体的制备方法，即通过溶液共混结合低温阶梯加热过程，制备石墨烯基复合膜。但未涉及医用。本发明提出的涂层材料制备方法简单、成本低、一致性好，易于转化。尽管石墨烯在医学方面的研究仍处于早期阶段，但凭借其优异的物理化学特性和良好的生物相容性，有望在组织工程领域拥有更大的应用前景和实用价值。

发明内容：

本发明提出了一种适于神经元粘附与存活的涂层材料及制备方法，该方法从以上背景出发，将阿糖胞苷和氧化石墨烯进行了有效的结合，复合膜适于神经元细胞粘附，有助于神经元细胞存活，表现出了优异的细胞培养功能。

一种适于神经元粘附与存活的涂层材料制备的具体步骤如下：

1)利用改进的Hummers方法，制备氧化石墨烯胶体；

2)离心洗涤至氧化石墨烯上层清液pH值约为3～7，收集离心洗涤后下层的氧化石墨烯沉淀；