[发明专利]一种模拟脊髓的水凝胶制备方法及其应用

权利要求书

1.一种模拟脊髓的水凝胶制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

1)首先制备邻苯二酚基团修饰的壳聚糖(CHIC)；0.5～0.8g壳聚糖溶解于去离子水中,通过HCl调节pH至5.0～6.0，然后使用超声波震荡分散20～30min，最终形成1.0％wt的壳聚糖溶液；然后将255～455mg的二氢咖啡酸HCA溶解于5.0～8.0mL去离子水中，充分搅拌溶解后加入壳聚糖液中；将240～300mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺EDC和150～200mg n-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS溶解于50.0mL乙醇和去离子水1:1～1:2的混合溶液中保持pH在6～7区间；随后将壳聚糖/HCA混合溶液缓慢滴加入其中，反应在20～25℃的环境中密封剧烈搅拌10～12h，保持pH为5.0～6.0，然后放在振荡器快速震荡反应10～15min；溶液在酸化去离子水中透析2～3天，然后放在去离子水中再渗析半天，最后放入冻干机中冷冻干燥得到黄色固体，即制备得到邻苯二酚基团修饰的壳聚糖CHIC；

2)制备醛基化透明质酸HA-ALD；把2.0～3.0g透明质酸HA溶解于200～300mL的去离子水中，在20～25℃的环境中密封快速搅拌24～28h至完全溶解；1.0～1.5g NaIO₄加入HA溶液中避光搅拌4～7h，加入1.5～2.3mL乙二醇搅拌1～2h后，使用超声波震荡反应10～20min；溶液放入渗析袋中用去离子水渗析3～4天，保持溶液pH在7～8区间；反应物放入冻干机中冷燥，最终获得白色固体为醛基化透明质酸HA-ALD；

3)制备MXene纳米片；取1～4g的LiF添加到20～80mL盐酸中,搅拌5～10min；然后将1～4g Ti₃AlC₂慢慢添加上述溶液并在35～40℃搅拌24～26h；用去离子水洗涤酸性悬浊液,在3500～4500转离心5～8min直到上层清液的pH值达到6～7；然后收集沉积物，在沉积物中加入去离子水将Ar通入分散液中10～20min，使用超声波振荡分散1～1.5h并保证温度在30℃以内；最后，以4500～5000转速离心10～15分钟，于-50～-30℃冷冻干燥2～3天，得到黑色固体粉末为MXene纳米片；

4)将CHIC固体用去离子水配成配成4～6％wt溶液，加入1.0～2.0％wt的己二酸二酰肼ADH配成淡黄色溶液A；然后将HA-ALD加入去离子水配成4～6％wt溶液，再加入0.1～0.15％wtMXene纳米片粉末经过10～15min超声波震荡，得到黑色溶液B；将上述溶液A、溶液B按体积比1:2～3:1混合，通过振荡器快速混合反应10～60秒；即可得到模拟脊髓组织结构、模量与电导率的可注射导电水凝胶。

2.权利要求1所述的一种模拟脊髓的水凝胶制备方法制备的水凝胶，其特征在于：该水凝胶具有三维网络多孔结构、优异的可注射性、良好的导电性、一定的粘附性和力学强度等性质，模拟天然脊髓组织的结构和生物物理特性，具有与脊髓组织相似的孔隙结构、模量和电导率等特点。

3.权利要求1所述的一种模拟脊髓的水凝胶制备方法制备的水凝胶，其特征在于：水凝胶结合电刺激可有效促进神经干细胞向神经元分化和轴突生长，可以作为脊髓损伤修复以及组织再生辅助材料应用。

4.权利要求1所述的一种模拟脊髓的水凝胶制备方法制备的水凝胶，其特征在于：水凝胶具有模拟脊髓的特性，在脊髓损伤修复过程中，可以作为可注射性和导电性填充材料，在促进脊髓损伤修复和运动功能恢复等方面具有应用前景。