可降解压电支架在促进神经细胞增殖和分化中的应用的制作方法

专利2026-01-21  14


本发明生物支架和压电材料领域,尤其涉及一种可降解压电支架在促进神经细胞增殖和分化中的应用。


背景技术:

1、随着人口老龄化趋势的发展,临床上对生物医学材料的要求越来越多,也越来越高。研究和开发多功能电活性组织工程材料具有重要意义。内源性电场在胚胎发育,伤口愈合和肢体再生过程中发挥着重要作用。理想的电活性组织工程生物材料既是可生物降解的再生支架,又是可控的电刺激器。压电材料能够将机械能转化为电信号,能在外力作用下产生电流,而且生物体中的骨和软骨也包含这些物质,当受到应力刺激时会有电信号生成,将压电效应应用到组织工程领域具有广阔的应用前景。

2、因此,需要提供一种具有良好生物相容性的可降解的压电材料应用于生物医学材料领域。


技术实现思路

1、有鉴于此,为至少解决上述问题之一,本发明提供了一种可降解压电支架在促进神经细胞增殖和分化中的应用。

2、根据本发明的实施例,促进神经细胞增殖和分化的操作包括:

3、将神经细胞与可降解压电支架共培养,可降解压电支架通过将受到的应力刺激转化为电信号来刺激神经细胞的增殖和分化;

4、其中,可降解压电支架包括表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线和左旋聚乳酸。

5、根据本发明的实施例,神经细胞包括背根神经细胞和神经干细胞。

6、根据本发明的实施例,将神经细胞和可降解压电支架置于培养基中培养至少7天;培养基中包括胎牛血清、抗生素、多聚赖氨酸和神经细胞生长所需的营养添加剂。

7、根据本发明的实施例,可降解压电支架的制备方法包括:

8、在铌酸钾钠纳米粉末中加入缓冲溶液和盐酸多巴胺,得到表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线;

9、将表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线和左旋聚乳酸分别溶于溶剂中,混合得到静电纺丝混合液;

10、通过静电纺丝装置将静电纺丝混合液制备成为可降解压电神经支架。

11、根据本发明的实施例,溶剂为六氟异丙醇。

12、根据本发明的实施例,静电纺丝装置施加的正极的直流偏置电压为9~11kv,负极的直流偏置电压为-2.5kv。

13、根据本发明的实施例,静电纺丝混合液中表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线与左旋聚乳酸的质量比例为(0~10):(20~35)。

14、根据本发明的实施例,优选地,静电纺丝混合液中表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线与左旋聚乳酸的质量比例为3:7。

15、根据本发明的实施例,铌酸钾钠纳米粉末的制备方法包括以下步骤:

16、将五氧化二铌、氯化钾和碳酸钾混合球磨得到第一混合粉末;

17、将第一混合粉末进行第一煅烧得到铌酸钾钠前驱体纳米线;

18、对铌酸钾钠前驱体纳米线进行清洗后进行第二煅烧;

19、将第二煅烧后的铌酸钾钠前驱体纳米线与氯化钠、碳酸钠、氯化钾和碳酸钾混合研磨,得到第二混合粉末;

20、将第二混合粉末进行第三煅烧得到铌酸钾钠纳米粉末。

21、根据本发明的实施例,第一煅烧的温度为800~1500℃,时间为2.5~3.5h;

22、第二煅烧的温度为500~600℃,时间为0.5~1.5h;

23、第三煅烧的温度为800~900℃,时间为8~12min。

24、五氧化二铌、氯化钾和碳酸钾的摩尔比为(0.5~2):(5~20):(0.5~1.5)。

25、根据本发明的实施例,本发明使用了包括表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线和左旋聚乳酸的可降解压电支架,其中表面修饰多巴胺的铌酸钾钠具有良好的生物相容性且可被生物降解的压电纳米材料,左旋聚乳酸为一种可降解的压电聚合物,良好的生物相容性和可降解性使得支架材料不会降低细胞的活力;通过具有良好压电性能的铌酸钾钠的加入,使得支架材料响应细胞和机体运动的固有力,产生刺激生物组织的电信号,不用任何诱导分化的培养基或成分,可以在细胞水平上有效调控神经干细胞的神经分化和增殖,用以达到治疗和修复损伤的作用。



技术特征:

1.一种可降解压电支架在促进神经细胞增殖和分化中的应用,其中,所述促进神经细胞增殖和分化的操作包括:

2.根据权利要求1所述的应用,其中,

3.根据权利要求1所述的应用,其中,所述将神经细胞与可降解压电支架共培养包括:

4.根据权利要求1所述的应用,其中,所述可降解压电支架的制备方法包括:

5.根据权利要求4所述的应用,其中,

6.根据权利要求4所述的应用,其中,

7.根据权利要求4所述的应用,其中,

8.根据权利要求7所述的应用,其中,

9.根据权利要求4所述的应用,其中所述铌酸钾钠纳米线的制备方法包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的的应用,其中,


技术总结
本发明提供了一种可降解压电支架在促进神经细胞增殖和分化中的应用,其中促进神经细胞增殖和分化的操作包括:将神经细胞与可降解压电支架共培养,可降解压电支架通过将受到的应力刺激转化为电信号来刺激神经细胞的增殖和分化;其中,可降解压电支架包括表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线和左旋聚乳酸。表面修饰多巴胺的铌酸钾钠纳米线和左旋聚乳酸的可降解压电支架是具有良好的生物相容性且可被生物降解的压电纳米材料,左旋聚乳酸为一种可降解的压电聚合物,通过具有良好压电性能的铌酸钾钠的加入,使得支架材料响应细胞和机体运动的固有力,产生刺激生物组织的电信号,从而在细胞水平上调控神经干细胞的神经分化和增殖。

技术研发人员:张进京,唐小依,柴明洋,罗泽华
受保护的技术使用者:合肥综合性国家科学中心人工智能研究院(安徽省人工智能实验室)
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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