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【发明授权】取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料及其制备方法_四川大学_201910459198.2 

申请/专利权人:四川大学

申请日:2019-05-29

公开(公告)日:2020-03-24

公开(公告)号:CN110124113B

主分类号:A61L27/52(20060101)

分类号:A61L27/52(20060101);A61L27/16(20060101);A61L27/38(20060101);A61L27/50(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.03.24#授权;2019.09.10#实质审查的生效;2019.08.16#公开

摘要:本发明公开了一种取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料及其制备方法,以具有优异生物相容性的天然生物大分子胶原和聚合物纳米颗粒的混合液为原料,再利用PEG缓冲液,通过同轴微流体芯片制备得到取向导电胶原水凝胶纤维。在水凝胶制备过程中加入细胞,便得到具有细胞原位装载的仿生导电神经支架材料。本发明制备得到的水凝胶纤维具有与天然神经组织相匹配的导电性、相近的力学性质、良好的生物相容性,并且能够在微纳米尺度上沿水凝胶纤维方向定向排列,能够模拟天然神经组织中的定向结构;所制备的仿生导电神经支架材料能够模拟神经组织中神经元沿神经纤维方向排列及电信号沿轴突传导的过程,在神经组织工程领域显示出了良好的应用前景。

主权项:1.一种取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到水溶性高分子聚合物浓度为0.075~0.15gmL的第一分散液,将得到的第一分散液取出冷却至室温;将氧化剂加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置至少1h,得到氧化剂浓度为0.23~0.46molL的第二分散液;然后在0~5℃、搅拌条件下,将导电单体滴加到第二分散液中至第二分散液中导电单体的浓度达到0.1~0.2molL,然后于0~5℃继续搅拌反应3~5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,对洗涤所得物质通过冻干确定洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度,然后添加去离子水稀释至聚合物纳米颗粒的浓度为2~4mgmL,得到第三分散液;所述氧化剂为FeCl3;2制备水凝胶前驱体混合液将胶原溶于醋酸中得到胶原浓度为8~12mgmL的醋酸溶液,然后于0~4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再将所得溶液与步骤1得到的第三分散液混合,并加入去离子水调节至胶原浓度为5~8mgmL、聚合物纳米颗粒浓度为0.1-0.5mgmL,之后将所得混合液振荡混匀即得到水凝胶前驱体混合液;3制备导电胶原水凝胶将步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按照流速比1:2~2:1分别从同轴微流体芯片的两个入口注入,经同轴管道挤出至PEG缓冲液中制备得到导电胶原水凝胶微纤维。

全文数据:取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料及其制备方法技术领域本发明属于生物医学材料和生物医学工程技术领域,涉及水凝胶,具体涉及一种取向导电胶原水凝胶及其制备方法。背景技术神经组织是一种具有多级定向结构的特殊组织,由具有取向结构的神经束组成,神经束是由微米尺度的神经纤维组成,而神经纤维由雪旺细胞定向排列形成髓鞘,神经轴突沿髓鞘定向生长。在神经组织中,神经元之间通过电信号进行交流,电信号对于神经元的存活、分化和功能表达有着至关重要的作用。神经元的细胞外基质除了支持细胞生长以外,作为神经元之间及神经元—基质之间的电信号传递的介质,它的导电性直接影响了电信号传递的效率。因此,生物相容的导电基质在神经组织修复领域中具有优异的应用前景。其中,导电水凝胶由于其优异的生物相容性、可塑性和导电性能,在近些年来引起了大量科学家的关注,且已经取得了较快的进展。水凝胶材料本身具有以下优势:1水凝胶材料可以实现细胞的原位三维包裹,其作为高含水的亲水多孔材料,可以模拟天然的细胞外基质微环境,进行基质与细胞之间的营养物质及代谢废物的传输;2许多水凝胶材料,如天然蛋白、多糖等具有优异的生物相容性,可以支持细胞的存活、生长及功能表达;3通过特殊设计,水凝胶材料可以实现对于天然神经组织形貌特征、力学性质等的模拟,从而实现神经组织修复材料的仿生构建。同时,通过导电分子在水凝胶分子链上的接枝,或导电纳米材料在水凝胶中的复合,从而赋予水凝胶材料优良的导电性,使其更适合用于神经组织的修复。现有文献报道中有利用碳基纳米材料如碳纳米管、氧化石墨烯、金属纳米粒子如金纳米颗粒及导电聚合物如聚吡咯、聚苯胺等材料以提高水凝胶材料的导电性并用于神经修复,其中聚吡咯因其优异的生物相容性及导电性受到了很多研究者的青睐。SumiYang等人报道了利用海藻酸钠Alg及聚吡咯PPy制备导电水凝胶用于神经组织工程的研究,通过PPy在Alg水凝胶中的原位聚合制备了具有良好导电性的复合水凝胶;相比于纯的Alg水凝胶,培养在导电水凝胶表面的人的骨髓间充质干细胞hMSCs表现出了明显的向神经方向分化的特性YangS,JangLK,KimS,etal.Polypyrrolealginatehybridhydrogels:electricallyconductiveandsoftbiomaterialsforhumanmesenchymalstemcellcultureandpotentialneuraltissueengineeringapplications[J].Macromolecularbioscience,2016,1611:1653-1661.。然而,这种在水凝胶中使用氧化剂Fe3+原位聚合吡咯单体的方式不利于细胞的三维包裹,细胞局限于水凝胶表面二维生长,这与天然的细胞外的三维基质微环境相去甚远。JisooShin等人报道了一篇利用PPy及改性碳纳米管提高透明质酸HA水凝胶导电性并将其应用于促进神经干细胞的神经发生作用的研究,通过儿茶酚改性提高了碳纳米管在水溶液中的分散性,将其与PPy一起复合入HA水凝胶,提高了HA的导电性,实现了细胞的原位包裹,并且促进了培养在其中的神经干细胞向神经方向分化ShinJ,ChoiEJ,ChoJH,etal.Three-dimensionalelectroconductivehyaluronicacidhydrogelsincorporatedwithcarbonnanotubesandpolypyrrolebycatechol-mediateddispersionenhanceneurogenesisofhumanneuralstemcells[J].Biomacromolecules,2017,1810:3060-3072.。虽然这种制备导电水凝胶的方法实现了细胞的三维包裹,但是由于HA的细胞相容性有限,其细胞粘附位点有限,并且在此导电水凝胶内部缺少取向的微结构,不能很好的模仿天然神经组织内的定向结构,因此其在神经组织工程中的应用有限。综上所述,目前报道的导电水凝胶由于难以实现细胞的三维包裹、相容性差或者缺少取向微结构,从而导致其难以适用于神经组织工程研究。研究一种既可以实现细胞的原位三维包裹,又具有良好的生物相容性、取向性和导电性的水凝胶,对于神经组织工程研究具有十分重要的意义。发明内容本发明的目的旨在针对上述现有技术的不足之处,提供一种取向导电胶原水凝胶及其制备方法,制备得到的导电胶原水凝胶具有取向的微结构、理化性能稳定、导电性能优异、且生物相容性好,可实现细胞的原位三维包裹,从而可以模拟仿生构建神经组织修复材料。本发明的另一目的旨在提供一种简单高效的三维细胞装载的仿生导电神经支架材料及其制备方法,制备的仿生导电神经支架材料可以模拟神经组织中的定性结构,同时其具有的良好导电性能够支持神经细胞的生长,促进其功能的表达。本发明提供的取向导电胶原水凝胶的制备方法,包括以下步骤:1制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到水溶性高分子聚合物浓度为0.075~0.15gmL的第一分散液,将得到的第一分散液取出冷却至室温;将氧化剂加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置至少1h,得到氧化剂浓度为0.23~0.46molL的第二分散液;然后在0~5℃、搅拌条件下,将导电单体滴加到第二分散液中至第二分散液中导电单体的浓度达到0.1~0.2molL,然后于0~5℃继续搅拌反应3~5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,对洗涤所得物质通过冻干确定洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度,然后添加去离子水稀释至聚合物纳米颗粒的浓度为2~4mgmL,得到第三分散液;2制备水凝胶前驱体混合液将胶原溶于醋酸中得到胶原浓度为8~12mgmL的醋酸溶液,然后于0~4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再将所得溶液与步骤1得到的第三分散液混合,并加入去离子水调节至胶原浓度为5~8mgmL、聚合物纳米颗粒浓度为0.1-0.5mgmL,之后将所得混合液振荡混匀即得到水凝胶前驱体混合液;3制备导电胶原水凝胶将步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按照流速比1:2~2:1分别从同轴微流体芯片的两个入口注入,经同轴管道挤出至PEG缓冲液中制备得到导电胶原水凝胶微纤维。上述取向导电胶原水凝胶的制备方法,通过水溶性高分子聚合物阳离子氧化剂络合体系制备出具有良好水分散性和导电性的聚合物纳米颗粒,然后聚合物纳米颗粒与胶原溶液混合均匀,再通过PEG缓冲液的脱水作用促进胶原纤维的组装即可形成聚合物纳米颗粒复合的胶原水凝胶。步骤1中,首先将氧化剂加入到分散有水溶性高分子聚合物的第一分散液中,使氧化性金属阳离子与高分子聚合物形成络合并均匀分散于水中,得到第二分散液。再将导电单体滴加到第二分散液中,于0~5℃进行氧化聚合反应得到由水溶性高分子聚合物分子链包覆的导电聚合物纳米颗粒。由于导电聚合物颗粒表面附着有水溶性高分子聚合物分子链,增强了导电聚合物在水中的分散性。本发明中采用的水溶性高分子聚合物能够提升聚合物纳米颗粒的水分散性,该水溶性高分子聚合物可以为聚乙烯醇PVA,Mw:14500~45000,优选为分子量31000的聚乙烯醇。本发明中采用的氧化剂为FeCl3,Fe3+具有强氧化性,并且在水中可以迅速与PVA分子形成络合,从而在加入聚合物导电单体后可以在络合物反应位点上迅速发生氧化聚合反应。本发明中,该导电聚合物单体为吡咯、苯胺或者噻吩等,优选为吡咯Py,因为其聚吡咯PPy具有优良的生物相容性,在生物医学领域具有广泛的应用。步骤2中,首先将胶原溶于醋酸中,再于0~4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,以得到中性的胶原溶液。然后再将含有胶原的溶液与步骤1得到的含有聚合物纳米颗粒的第三分散液混合均匀得到水凝胶前驱体。步骤3中,利用同轴微流体芯片和注射泵制备水凝胶纤维,先将步骤配制的水凝胶前驱体溶液和PEG缓冲液分别通过设置有注射泵的注入管道连接同轴微流体芯片的两个入口,水凝胶前驱体溶液和PEG在微流体芯片的同轴管道内接触,通过含有PEG缓冲液的脱水作用促进胶原纤维的组装,形成聚合物纳米颗粒复合的胶原水凝胶纤维,将水凝胶纤维挤出至PEG缓冲液中,进一步使纤维成型。PEG缓冲液是将聚乙二醇-2000溶于PBS缓冲液中得到,缓冲液中聚乙二醇的浓度为20%。上述方法制备得到的取向导电胶原水凝胶,具有与天然神经组织相匹配的导电性、相近的力学性质,并且具有良好的生物相容性。由于微流体芯片中PEG提供的剪切力,胶原纤维在微纳米尺度上沿水凝胶纤维方向定向排列,从而能够模拟天然神经组织中的定向结构。本发明进一步提供了一种仿生导电神经支架材料的制备方法,包括以下步骤:1制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到第一分散液,将得到水溶性高分子聚合物浓度为0.075~0.15gmL的第一分散液取出冷却至室温;将氧化剂加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置至少1h,得到氧化剂浓度为0.23~0.46molL的第二分散液;然后在0~5℃、搅拌条件下,将导电单体滴加到第二分散液中至第二分散液中导电单体的浓度达到0.1~0.2molL,然后于0~5℃继续搅拌反应3~5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,对洗涤所得物质通过冻干确定洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度,然后添加去离子水稀释至聚合物纳米颗粒的浓度为2~4mgmL,得到第三分散液;2制备水凝胶前驱体混合液将胶原溶于醋酸中得到胶原浓度为8~12mgmL的醋酸溶液,然后于0~4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再将所得溶液与步骤1得到的第三分散液混合,并加入去离子水调节至胶原浓度为5~8mgmL、聚合物纳米颗粒浓度为0.1-0.5mgmL,之后将所得混合液振荡混匀即得到水凝胶前驱体混合液;3装载细胞将步骤2所得水凝胶前驱体混合液与细胞混合均匀得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,其中细胞密度为5×106~1×107个mL;4制备仿生导电神经支架材料将步骤3得到的细胞装载的水凝胶前驱体混合液与含有PEG缓冲液按照流速比1:2~2:1分别从同轴微流体芯片的两个入口注入,经同轴管道挤出至PEG缓冲液中制备得到导电胶原水凝胶微纤维,即仿生导电神经支架材料。上述仿生导电神经支架材料的制备方法,是在前面给出的取向导电胶原水凝胶制备过程中加入细胞,以实现细胞的原位装载。装载的细胞可以为神经干细胞或神经元细胞。通过该方法制备的仿生导电神经支架材料,微纳米取向的水凝胶能够促进神经元沿纤维方向取向生长,模拟神经组织中神经元沿神经纤维方向排列。尤其是PPy的加入增强了胶原水凝胶的导电性,促进了神经元的伸长及神经相关功能的表达,显示出了良好的神经组织工程应用前景。与现有技术相比,本发明提供的取向导电胶原水凝胶、仿生导电神经支架材料具有以下有益技术效果:1、本发明取向导电胶原水凝胶的制备方法,首先以水溶性高分子聚合物、氧化剂和导电单体为原料,通过氧化聚合反应制备出具有良好水分散性和导电性的聚合物纳米颗粒,再以具有优异生物相容性的天然生物大分子胶原和聚合物纳米颗粒的混合液为原料,通过PEG缓冲液的脱水作用促进胶原纤维的组装形成聚合物纳米颗粒复合的胶原水凝胶纤维,通过该方法制备得到的水凝胶纤维具有与天然神经组织相匹配的导电性、相近的力学性质、良好的生物相容性,并且能够在微纳米尺度上沿水凝胶纤维方向定向排列,能够模拟天然神经组织中的定向结构;2、本发明仿生导电神经支架材料的制备方法,在水凝胶制备过程中加入细胞,得到具有细胞原位装载的仿生导电神经支架材料;由于胶原纤维能够在微纳米尺度上沿水凝胶纤维方向定向排列,因此该支架材料能够模拟神经组织中神经元沿神经纤维方向排列及电信号沿轴突传导的过程,且聚合物纳米颗粒的加入增强了胶原水凝胶的导电性,能够促进神经元的伸长及神经相关功能的表达,在神经组织工程领域显示出了良好的应用前景。附图说明图1为本发明取向导电胶原水凝胶制备过程示意图,其中a为PPy纳米颗粒制备示意图,b为细胞装载的取向导电胶原水凝胶的制备示意图,c为同轴微流体芯片内部管道示意图。图2为本发明实施例1制备的PPy纳米颗粒结构性能表征示意图;其中a为扫描电镜图谱,b为粒径分布直方图,c为傅里叶变换红外光谱图。图3为本发明对比例1制备的导电胶原水凝胶及实施例1,实施例2和实施例3制备的PPy-胶原复合水凝胶微纤维即取向导电胶原水凝胶的明场图谱,其中Col0表示水凝胶中PPy的浓度为0mgmL,Col0.1表示水凝胶中PPy的浓度为0.1mgmL,Col0.2表示水凝胶中PPy的浓度为0.2mgmL,Col0.5表示水凝胶中PPy的浓度为0.5mgmL。图4为本发明对比例1制备的导电胶原水凝胶及实施例1,实施例2和实施例3制备的PPy-胶原复合水凝胶微纤维的扫描电子显微镜图谱,其中Col0、Col0.1、Col0.2和Col0.5表示的含义同上。图5为本发明对比例1制备的导电胶原水凝胶及实施例1,实施例2和实施例3制备的PPy-胶原复合水凝胶的导电性测试结果,其中Col0、Col0.1、Col0.2和Col0.5表示的含义同上。图6为本发明对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料分别在培养1,4,7天后的FDAPI染色激光共聚焦图谱,Col0、Col0.2和Col0.5表示的含义同上。图7为本发明对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料培养结果;其中a为对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料分别在培养1,4,7天后的F-ActinDAPI染色激光共聚焦图谱,b为根据1天和4天的染色结果统计的细胞长度箱线图。图8为本发明对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料在培养4,7天后的Tubulin-β3DAPI染色激光共聚焦图谱。图9为本发明对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料在培养4,7天后的L-VGCCDAPI染色激光共聚焦图谱。具体实施方式以下将对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。以下实施例中,通过冻干确定洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度具体方法为:先取1mL洗涤所得物质,然后通过常规冻干手段对1mL洗涤所得物质进行冻干处理,得到干燥的聚合物纳米颗粒,对其称重即可得到聚合物纳米颗粒的重量,进而得到洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度。以下实施例中采用的同轴微流体芯片的内部管道示意图,如图1c所示,其主要由一根用于注入水凝胶的锥形玻璃毛细管道与一根用于注入PEG缓冲液的圆柱形玻璃毛细管道同轴相连组成,两个入口均通过针头及塑料毛细管与装有液体的注射器相连,通过注射泵可以控制注射器的挤出速度从而控制芯片中同轴管道的液体流速。在微流体芯片同轴管道内两种不同的液体接触后呈“核-壳”结构,其中水凝胶前驱体混合液作为核,PEG缓冲液作为壳。两种液体在接触时,由于层流效应的存在,两种液体之间不会扩散,从而维持稳定流体形状,水凝胶纤维形状得以维持。实施例1本实施例制备取向导电胶原水凝胶的步骤如下:1制备PPy纳米颗粒将1.5gPVA分子量为31000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将140μL导电单体Py滴加到第二分散液中Py浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应4h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中PPy纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PPy纳米颗粒浓度为3mgmL,得到第三分散液。2制备水凝胶前驱体混合液将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.05mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.45mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL、PPy纳米颗粒浓度为0.1mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液。将盛有步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液以流速比50:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维。实施例2本实施例制备取向导电胶原水凝胶的步骤如下:1制备PPy纳米颗粒将1.5gPVA分子量为31000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将140μL导电单体Py滴加到第二分散液中Py浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应4h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中PPy纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PPy纳米颗粒浓度为3mgmL,得到第三分散液。2制备水凝胶前驱体混合液将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.1mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.4mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL、PPy纳米颗粒浓度为0.2mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液。将盛有步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液以流速比50:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维。实施例3本实施例制备取向导电胶原水凝胶的步骤如下:1制备PPy纳米颗粒将1.5gPVA分子量为31000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将140μL导电单体Py滴加到第二分散液中Py浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应4h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中PPy纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PPy纳米颗粒浓度为3mgmL,得到第三分散液。2制备水凝胶前驱体混合液将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.25mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.25mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL、PPy纳米颗粒浓度为0.5mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液。将盛有步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液以流速比50:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维。实施例4本实施例制备取向导电胶原水凝胶的步骤如下:1制备PANI纳米颗粒将1.5gPVA分子量为14500分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将182μL导电单体苯胺ANI滴加到第二分散液中ANI浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应3h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中聚苯胺PANI纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PANI纳米颗粒浓度为2mgmL,得到第三分散液。2制备水凝胶前驱体混合液将8mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为8mgmL的醋酸溶液,然后于0℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.05mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.45mL去离子水调节至胶原浓度为5.33mgmL、PANI纳米颗粒浓度为0.1mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液。将盛有步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液以流速比50:100μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到PANI-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维。实施例5本实施例制备取向导电胶原水凝胶的步骤如下:1制备PTh纳米颗粒将3.0gPVA分子量为45000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将2.4868g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.46molL的第二分散液。然后在0℃、搅拌条件下,将318μL导电单体噻吩滴加到第二分散液中噻吩浓度为0.2molL,然后于0℃继续搅拌反应5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中聚噻吩PTh纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PTh纳米颗粒浓度为4mgmL,得到第三分散液。2制备水凝胶前驱体混合液将12mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为12mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.25mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.25mL去离子水调节至胶原浓度为8mgmL、PTh纳米颗粒浓度为0.5mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液。将盛有步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液以流速比100:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到PTh-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维。对比例1本对比例制备取向胶原水凝胶的步骤如下:1制备水凝胶前驱体溶液将9mg胶原溶于0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.5mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL,即得到水凝胶前驱体溶液。2制备胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液。将盛有步骤1得到的水凝胶前驱体溶液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照水凝胶前驱体溶液与PEG缓冲液以流速比50:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到导电胶原水凝胶微纤维。对上述部分实施例制备的水凝胶样品进行结构、性能表征如下:导电聚合物纳米颗粒的制备过程如图1a所示,首先由氧化剂FeCl3和水溶性高分子聚合物PVA形成络合物并均匀分散于水中。然后加入导电单体,于0~5℃进行氧化聚合反应得到由水溶性高分子聚合物分子链包覆的导电聚合物纳米颗粒。为了确定PPy已经成功合成,对实施例1制备的PPy纳米颗粒进行SEM、粒径及傅里叶变换红外光谱分析,分析结果如图2所示,从图2中可以看出,所制备的聚合物纳米颗粒粒径为70nm左右。红外光谱中,在3419cm-1处的峰值是由于PPy环的N-H伸缩振动,1552cm-1处的峰可归因于PPy的五元环拉伸,在1317cm-1处观察到的峰归因于C-N吸附的伸缩振动,在1187cm-1和1043cm-1处的峰值对应于=C-N面内变形振动,另外,917cm-1处的峰值归因于=C-N面外变形振动,从红外光谱上出现的峰可以确认PPy的成功合成。对对比例1制备的导电胶原水凝胶及实施例1,实施例2和实施例3制备的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维进行了明场显微镜的分析,结果如图3所示,其中Col0表示水凝胶中PPy的浓度为0mgmL,Col0.1表示水凝胶中PPy的浓度为0.1mgmL,Col0.2表示水凝胶中PPy的浓度为0.2mgmL,Col0.5表示水凝胶中PPy的浓度为0.5mgmL下同。从图3中可以看出,随着复合的PPy浓度的增加,水凝胶的颜色从透明逐渐变黑,颜色均匀,表面制备的水凝胶纤维中PPy均匀分布,这是由于通过本发明提供的方法制备的PPy表面具有亲水性的PVA分子链,从而使PPy具有良好的亲水性,并且四个组的水凝胶纤维直径并没有明显的变化,表明了PPy的加入对水凝胶微纤维的形成没有影响。对对比例1制备的导电胶原水凝胶及实施例1,实施例2和实施例3制备的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维进行了SEM分析,结果如图4所示。从图4中可以看出,在四组水凝胶中,胶原纤维在微纳米尺度定向排列如白色箭头所示;PPy纳米颗粒在Col0.1,Col0.2和Col0.5组的水凝胶中均匀分布,且无团聚,进一步表明PPy具有良好的亲水性,从而能够在胶原纤维中均匀分布。对对比例1制备的导电胶原水凝胶及实施例1,实施例2和实施例3制备的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维进行了导电率测试,结果如图5所示。从图5中可以看出,水凝胶的导电率随着PPy浓度的增加而增加,但由于PPy复合量较低,所以Col0.1组导电率与对比例1制备的Col0并无显著性差异,当PPy复合浓度为0.5mgmL时,其导电率为纯的胶原水凝胶组的8.8倍,表明通过本发明提供的方法制备的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维具有良好的导电性能。实施例6本实施例制备仿生导电神经支架材料的步骤如下:1制备PPy纳米颗粒将1.5gPVA分子量为31000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将140μL导电单体Py滴加到第二分散液中Py浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应4h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中PPy纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PPy纳米颗粒浓度为3mgmL,得到第三分散液;2制备水凝胶前驱体混合液在无菌条件下,将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.1mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.4mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL、PPy纳米颗粒浓度为0.2mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3装载细胞将步骤2所得水凝胶前驱体溶液与经NGF诱导分化的大鼠嗜络细胞瘤细胞PC12细胞,广泛用作类神经元细胞混合均匀即得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,水凝胶前驱体溶液中的细胞密度为1×107个mL。4制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液,灭菌后用作缓冲液。将盛有步骤3得到的细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按流速比50:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到细胞装载的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维,即仿生导电神经支架材料。实施例7本实施例制备仿生导电神经支架材料的步骤如下:1制备PPy纳米颗粒将1.5gPVA分子量为31000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将140μL导电单体Py滴加到第二分散液中Py浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应4h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中PPy纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PPy纳米颗粒浓度为3mgmL,得到第三分散液,灭菌备用。2制备水凝胶前驱体混合液在无菌条件下,将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.25mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.25mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL、PPy纳米颗粒浓度为0.5mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3装载细胞将步骤2所得水凝胶前驱体溶液与经NGF诱导分化的大鼠嗜络细胞瘤细胞PC12细胞,广泛用作类神经元细胞混合均匀即得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,水凝胶前驱体溶液中的细胞密度为1×107个mL。4制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液,灭菌后用作缓冲液。将盛有步骤3得到的细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按流速比50:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到细胞装载的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维,即仿生导电神经支架材料。实施例8本实施例制备仿生导电神经支架材料的步骤如下:1制备PPy纳米颗粒将1.5gPVA分子量为31000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将140μL导电单体Py滴加到第二分散液中Py浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应4h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中PPy纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PPy纳米颗粒浓度为3mgmL,灭菌备用。2制备水凝胶前驱体混合液在无菌条件下,将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.25mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.25mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL、PPy纳米颗粒浓度为0.5mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3装载细胞将步骤2所得水凝胶前驱体溶液与经NGF诱导分化的大鼠嗜络细胞瘤细胞PC12细胞,广泛用作类神经元细胞混合均匀即得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,水凝胶前驱体溶液中的细胞密度为1×107个mL。4制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液,灭菌后用作缓冲液。将盛有步骤3得到的细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按流速比50:100μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到细胞装载的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维,即仿生导电神经支架材料。实施例9本实施例制备仿生导电神经支架材料的步骤如下:1制备PPy纳米颗粒将1.5gPVA分子量为31000分散在20mL去离子水中,然后置于60℃烘箱中加热30min以加速其分散得到第一分散液,之后取出冷却至室温。再将1.2434g氧化剂FeCl3·6H2O加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置1h,得到FeCl3浓度为0.23molL的第二分散液。然后在5℃、搅拌条件下,将140μL导电单体Py滴加到第二分散液中Py浓度为0.1molL,然后于5℃继续搅拌反应4h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,通过冻干确定洗涤所得物质中PPy纳米颗粒的浓度,再使用去离子水对洗涤所得物质进行稀释至PPy纳米颗粒浓度为3mgmL,得到第三分散液,灭菌备用。2制备水凝胶前驱体混合液在无菌条件下,将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.25mL步骤1得到的第三分散液,并加入0.25mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL、PPy纳米颗粒浓度为0.5mgmL,之后将所得混合液振荡2min混匀即得到水凝胶前驱体混合液。3装载细胞将步骤2所得水凝胶前驱体溶液与经NGF诱导分化的大鼠嗜络细胞瘤细胞PC12细胞,广泛用作类神经元细胞混合均匀即得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,水凝胶前驱体溶液中的细胞密度为5×106个mL。4制备导电胶原水凝胶将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液,灭菌后用作缓冲液。将盛有步骤3得到的细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按流速比100:100μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到细胞装载的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维,即仿生导电神经支架材料。对比例2本对比例制备仿生神经支架材料的步骤如下:1制备水凝胶前驱体溶液在无菌条件下,将9mg胶原溶于1mL的0.5molL醋酸中得到胶原浓度为9mgmL的醋酸溶液,然后于4℃下,使用5molL的NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再加入0.5mL去离子水调节至胶原浓度为6mgmL,即得到水凝胶前驱体溶液。2装载细胞将步骤1所得水凝胶前驱体溶液与经NGF诱导分化的大鼠嗜络细胞瘤细胞PC12细胞,广泛用作类神经元细胞混合均匀即得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,水凝胶前驱体溶液中的细胞密度为1×107个mL。3制备仿生神经支架材料将聚乙二醇-2000PEG-2000溶于PBS缓冲液中得到PEG-2000浓度为20%的PBS缓冲液即PEG缓冲液,灭菌后用作缓冲液。将盛有步骤2得到的细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液的注射器出口分别连接同轴微流体芯片的两个入口,然后按照细胞装载的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按流速比50:50μLmin分别从两个入口注入同轴微流体芯片,经同轴微流体芯片的同轴管道挤出至装有PEG缓冲液的培养皿中得到细胞装载的PPy-胶原复合的导电胶原水凝胶微纤维,即仿生导电神经支架材料。本发明细胞装载的取向导电胶原水凝胶的制备过程如图1b所示,首先将细胞装载到胶原和聚合物纳米颗粒的混合液中得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,然后将细胞装载的水凝胶前驱体混合液和PEG的PBS缓冲液一起注入同轴微流体芯片中,通过PEG缓冲液的脱水作用促进胶原纤维的组装形成细胞原位装载的仿生导电神经支架材料。为了说明本发明方法制备的仿生神经支架样品进行生物相容性及在促进神经元的伸长及神经相关功能的表达方面的作用,下面以对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料进行相关性能测试。将对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料在装载1,4,7天后分别对材料中装载的PC12细胞进行FDAPI染色,然后对染色的支架材料进行激光共聚焦显微镜分析,结果如图6所示。从图中可以看出,PC12细胞在各组支架中均具有良好的活性,表明了通过本发明制备的仿生导电神经支架材料优异的生物相容性。将对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料在细胞装载1,4,7天后分别对材料中装载的PC12细胞进行F-actinDAPI染色,然后对染色的支架材料进行激光共聚焦显微镜分析,结果如图7a。从图7a中可以看出,PC12细胞在水凝胶中沿着水凝胶轴向伸长。将染色得到的对应细胞装载1、4天的显微镜照片中细胞长度进行统计,结果如图7b所示。从图7b可以看出,在导电率更高的Col0.5组中,细胞的铺展更快。将对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料在细胞装载4,7天后分别对支架材料中装载的PC12细胞进行神经发生相关蛋白Tubulin-β3免疫荧光染色,然后对染色的支架材料进行激光共聚焦显微镜分析,结果如图8所示。从图8中可以看出,在两个时间点,导电性更强的水凝胶组中PC12细胞的Tubulin-β3表达量更高,说明细胞在导电基质中通过电信号更好的形成了相互间的联系,从而促进了Tubulin-β3的表达。钙离子对于神经细胞的兴奋活动有着至关重要的作用,研究表明钙离子通道蛋白的高表达可以促进神经元的功能表达和神经发生作用。鉴于此,将对比例2、实施例6和实施例7制备的仿生导电神经支架材料在细胞装载4,7天后分别对支架材料中装载的PC12细胞进行钙离子通道蛋白L-VGCC免疫荧光染色,然后对染色的支架材料进行激光共聚焦显微镜分析,结果如图9所示。从图9中可以看出,在两个时间点中,导电水凝胶组尤其是Col0.5组中PC12细胞L-VGCC的表达比纯的胶原水凝胶组中的更高。从上述分析中可以看出,通过本发明制备方法得到的仿生导电神经支架材料,由于其中的PPy纳米颗粒增强了水凝胶的导电性,从而能够促进神经元的伸长及神经相关功能的表达,这在细胞组织工程领域显示出了良好的应用前景。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

权利要求:1.一种取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到水溶性高分子聚合物浓度为0.075~0.15gmL的第一分散液,将得到的第一分散液取出冷却至室温;将氧化剂加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置至少1h,得到氧化剂浓度为0.23~0.46molL的第二分散液;然后在0~5℃、搅拌条件下,将导电单体滴加到第二分散液中至第二分散液中导电单体的浓度达到0.1~0.2molL,然后于0~5℃继续搅拌反应3~5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,对洗涤所得物质通过冻干确定洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度,然后添加去离子水稀释至聚合物纳米颗粒的浓度为2~4mgmL,得到第三分散液;2制备水凝胶前驱体混合液将胶原溶于醋酸中得到胶原浓度为8~12mgmL的醋酸溶液,然后于0~4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再将所得溶液与步骤1得到的第三分散液混合,并加入去离子水调节至胶原浓度为5~8mgmL、聚合物纳米颗粒浓度为0.1-0.5mgmL,之后将所得混合液振荡混匀即得到水凝胶前驱体混合液;3制备导电胶原水凝胶将步骤2得到的水凝胶前驱体混合液与PEG缓冲液按照流速比1:2~2:1分别从同轴微流体芯片的两个入口注入,经同轴管道挤出至PEG缓冲液中制备得到导电胶原水凝胶微纤维。2.根据权利要求1所述取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于步骤1中,水溶性高分子聚合物为分子量在14500~45000之间的聚乙烯醇,氧化剂为FeCl3,导电单体为吡咯、苯胺或者噻吩。3.根据权利要求1所述取向导电胶原水凝胶的制备方法,其特征在于步骤3中,PEG缓冲液是将聚乙二醇溶于PBS缓冲液中得到,缓冲液中聚乙二醇的浓度为20%。4.权利要求1至3任一权利要求所述方法制备得到的取向导电胶原水凝胶。5.一种仿生导电神经支架材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1制备聚合物纳米颗粒在50~80℃下,将水溶性高分子聚合物均匀分散在去离子水中得到水溶性高分子聚合物浓度为0.075~0.15gmL的第一分散液,将得到的第一分散液取出冷却至室温;将氧化剂加入到第一分散液中,搅拌至氧化剂充分分散后静置至少1h,得到氧化剂浓度为0.23~0.46molL的第二分散液;然后在0~5℃、搅拌条件下,将导电单体滴加到第二分散液中至第二分散液中导电单体的浓度达到0.1~0.2molL,然后于0~5℃继续搅拌反应3~5h,之后使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质,对洗涤所得物质通过冻干确定洗涤所得物质中聚合物纳米颗粒的浓度,然后添加去离子水稀释至聚合物纳米颗粒的浓度为2~4mgmL,得到第三分散液;2制备水凝胶前驱体混合液将胶原溶于醋酸中得到胶原浓度为8~12mgmL的醋酸溶液,然后于0~4℃下,使用NaOH溶液调节胶原的醋酸溶液pH值至7,再将所得溶液与步骤1得到的第三分散液混合,并加入去离子水调节至胶原浓度为5~8mgmL、聚合物纳米颗粒浓度为0.1-0.5mgmL,之后将所得混合液振荡混匀即得到水凝胶前驱体混合液;3装载细胞将步骤2所得水凝胶前驱体混合液与细胞混合均匀得到细胞装载的水凝胶前驱体混合液,其中细胞密度为5×106~1×107个mL;4制备仿生导电神经支架材料将步骤3得到的细胞装载的水凝胶前驱体混合液与含有PEG缓冲液按照流速比1:2~2:1分别从同轴微流体芯片的两个入口注入,经同轴管道挤出至PEG缓冲液中制备得到导电胶原水凝胶微纤维,即仿生导电神经支架材料。6.根据权利要求5所述仿生导电神经支架材料的制备方法,其特征在于步骤1中,水溶性高分子聚合物为分子量在14500~45000之间的聚乙烯醇,氧化剂为FeCl3,导电单体为吡咯、苯胺或者噻吩。7.根据权利要求5所述仿生导电神经支架材料的制备方法,其特征在于步骤3中,细胞为神经干细胞或神经元细胞。8.根据权利要求5所述仿生导电神经支架材料的制备方法,其特征在于步骤4中,含有PEG缓冲液是将聚乙二醇溶于PBS缓冲液中得到,缓冲液中聚乙二醇的浓度为20%。9.权利要求5至8任一权利要求所述方法制备得到的仿生导电神经支架材料。

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