[发明专利]一种导电聚合物基石墨烯复合多孔支架的制备方法

说明书

本发明涉及组织工程、生物医用材料领域，公开了一种导电聚合物基石墨烯复合多孔支架的制备方法，包括步骤1）蚕丝脱胶，得到再生丝素蛋白（RSF）水溶液，并浓缩至一定浓度；步骤2）以氧化石墨烯（GO）/乙醇水溶液为接收极对RSF水溶液进行静电纺丝，制备RSF/GO复合纤维支架；步骤3）用水热法对RSF/GO支架进行处理，制得RSF/还原氧化石墨烯（RGO）复合纤维支架。与现有技术相比，本发明在纤维成型过程中将GO引入到RSF纤维支架中，制备具有壳（GO）‑核（RSF）结构的复合纤维，再通过水热法将GO原位还原，使支架具有导电性。该方法制备步骤少，方法简单，且制备原料常见，价格低廉，而且不会产生化学污染，形成了兼具导电性和生物相容性的组织工程支架。

技术领域

本发明涉及组织工程、生物医用材料领域，尤其涉及一种导电聚合物基石墨烯复合多孔支架的制备方法。

背景技术

近年来，由意外事故造成的神经损伤的病例逐年增加。如何修复神经缺陷和损伤是临床治疗的一大难题。将生物导管或支架移植到人体内，可达到诱导神经细胞生长、增殖和分化的目的。

再生丝素蛋白（RSF）具有良好的生物相容性和可降解性，被广泛应用于生物医疗和组织工程领域。电信号对细胞间信息的传递和调控细胞生理活动（如增殖、分化和铺展）有十分重要的作用。在导电的生物材料上接种细胞，并施加一定的电刺激，有利于神经、骨、心肌、成肌等细胞的分化和生长，因此越来越多的研究者致力于导电组织工程支架的开发及研究。然而常规再生丝素蛋白RSF纤维不具备导电性，对神经细胞的分化没有促进作用，因此制备一种导电再生丝素蛋白RSF纤维支架，使其兼具良好的导电性和生物相容性，在神经组织中将具有十分重要的意义。

近年来，石墨烯（或还原氧化石墨烯（RGO））、银纳米粒子、碳纳米管在改善RSF纤维电学性能和抗菌性等方面均有报道。石墨烯作为二维碳纳米材料，具有独特的层状结构、良好的力学性能和电性能，是一种优良的纳米填料。目前，采用石墨烯对RSF纤维支架改性主要有以下两种策略：

① 以溶液共混的方式，将石墨烯加入到RSF溶液中，通过静电纺丝方法所制备出的支架。这种方法制备的支架，石墨烯材料以离散状态复合在纤维中，且纤维之间存在着空隙，造成了纤维中各个石墨粒子无法有效连接，进而导致了在材料中无法形成完整的导电网络结构。因此，所制备的支架虽然显示出了一定的导电性，但相比其他导电材料，这两种共混纤维支架的导电性依然较差。

② 采用溶液浸渍的方法，将RSF纤维支架浸渍在氧化石墨烯（GO）溶液中，取出干燥后，然后以抗坏血酸为还原剂，将GO还原为RGO，制备了RSF/RGO复合纤维支架。这种复合支架不仅保持了纤维的表面形貌，而且具有良好的导电性。然而缺点是制备过程较为复杂，且费时，使用还原剂的话还容易产生化学污染。

以上两种方法分别从纤维成型前和成型后角度出发，将石墨烯或氧化石墨烯（GO）引入到RSF纤维或支架中。然而，能否在纤维成型过程中，将石墨烯或氧化石墨烯（GO）引入到RSF支架中，减少制备过程，且不产生化学污染，构建兼具生物相容性和导电性的组织工程支架，引起了研究者们的思考。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种导电聚合物基石墨烯复合多孔支架的制备方法，在纤维成型过程中将GO负载在RSF纤维表面，形成核（RSF）-壳（GO）结构，再通过水热将GO还原形成RGO，最终制备具有核壳结构并导电的RSF/RGO复合纤维支架。该方法简单，制备原料常见，价格低廉，而且不会产生化学污染，形成了兼具生物相容性和导电性的组织工程支架。

技术方案：本发明提供了一种导电聚合物基石墨烯复合多孔支架的制备方法，包括如下步骤：

步骤1）将脱胶后的蚕丝溶解于溴化锂（LiBr）水溶液中，经过离心、过滤、透析除去杂质和LiBr，得到再生丝素蛋白水溶液，并进一步浓缩至再生丝素蛋白达到一定质量百分数，形成溶液S；