[发明专利]一种取向微图案化导电膜的制备方法、导电膜及应用

说明书

本发明涉及一种取向微图案化导电膜的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：搅拌溶质与溶剂的混合液，而后通过过滤膜对混合液进行抽滤，得到基础膜，所述溶质包括胶原蛋白和纳米粒子。本发明的一种取向微图案化导电膜，膜表面微图案形貌均匀，由条形凸起和条形凹槽平行排列而成，取向性强，便于参考研究诱导细胞发生取向性生长的行为；本发明的一种取向微图案化导电膜的制备方法，通过冷冻液将基础膜定向冷冻，而后利用酰胺反应将含羧基或氨基基团的分子结合到条形凸起表面，实现微图案的选择性药物涂层，便于参考研究药物诱导细胞生长行为。

技术领域

本发明涉及取向微图案化导电膜技术领域，尤其是指一种取向微图案化导电膜及其制备方法与应用。

背景技术

定向冷冻法是通过平移温度梯度控制材料定向凝固的方法。在此阶段，冷冻速度和温度梯度解耦并独立控制。定向冷冻法在工业中应用较广，例如冷冻铸造、金属加工、生物低温保存和土壤冻结。对于材料科学和生物学研究而言，了解冻结过程是重要方向，例如冷冻铸造或冰模板化材料制造方法中，冰晶的生长会形成悬浮胶体。1965年，一种用于研究透明有机化合物凝固的平移温度梯度过程，作为研究金属凝固的模型系统。1980年，该装置用于生物样品的冷冻保存研究。如今，该装置用于冰晶生长的3D成像、陶瓷的模板化以及细胞冷冻保存的研究。

在制造具有各向异性的特性材料时，定向冷冻法是最方便、用途最广泛的一种方式。动物的生物组织，如肌腱、肌肉等具有各向异性结构和相应力学性能，可用于研究具有各向异性质的生物材料在组织工程和器官重建领域的应用。

神经支架的微结构会影响细胞增殖，对于构建神经修复功能材料非常重要。为提高中空管的治疗效果，已引入多种填充剂。例如，明胶或胶原蛋白海绵具有相互连通的孔，这些填充剂适用于细胞粘附、增殖以及促进轴突再生，但海绵支架孔道的无序性会限制轴突定向延伸至远端靶器官，导致其延伸方向不确定。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种微图案形貌均匀、取向性强的取向微图案化导电膜的制备方法、导电膜及应用。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种取向微图案化导电膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：搅拌溶质与溶剂的混合液，而后通过过滤膜对混合液进行抽滤，得到基础膜，所述溶质包括胶原蛋白和纳米粒子；

步骤S2：将基础膜纵向下降，通过冷冻液将基础膜定向凝固，制备为具有取向微图案的导电膜，所述导电膜的表面具有取向平行排列的条形微图案，所述条形微图案包括交替排列的条形凸起和条形凹槽；

步骤S3：通过酰胺反应将含羧基基团的分子或含氨基基团的分子连接到导电膜上取向微图案的条形凸起的胶原蛋白分子上，形成导电膜上微图案的选择性药物涂层。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中，搅拌时长为0.5-8小时，所述过滤膜的孔径为0.22-0.45μm，所述抽滤时间为2-48小时。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中，基础膜的下降速度为0.01-100mm/min，所述冷冻液为液氮。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中，所述条形凸起与条形凹槽的宽度为5-500μm。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，所述含羧基基团的分子选自肝素、硫酸乙酰肝素、K4多糖、脱果糖K4多糖、软骨素、不同亚型硫酸软骨素、硫酸皮肤素、透明质酸、唾液酸其中一种或多种。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种取向微图案化导电膜，应用上述改进中任一项制备方法得到。

作为本发明的进一步改进，所述溶剂包括EDC、NHS、MES，所述溶质包括以下质量比的原料：胶原蛋白1％-99％，纳米粒子1％-99％；所述溶质与溶剂的总质量比为1:800-1:80。