具有形状记忆功能的导电性共聚物、纳米纤维毡、制备方法及应用

1.本发明涉及医用材料技术领域，特别涉及一种具有形状记忆功能的导电性共聚物、纳米纤维毡、制备方法及应用。


背景技术：

2.脊髓损伤(spinal cord injury，sci)为高发生率和高致残率的中枢神经系统(centralnervous system，cns)疾病。据统计，sci在我国年发病率为37例/100万人，全球年新增病例约为20万例，其致残率达到35％-45％。sci包括脊柱损伤部位以下运动感觉功能完全性丧失的完全性脊髓损伤以及保留了某些功能的不完全性脊髓损伤。中枢神经损伤后，受损伤的部位在抑制性微环境中，神经营养支持不足，并且受损部位形成致密瘢痕组织、神经元凋亡和坏死、轴突受损，因此神经功能得不到有效的恢复。
3.目前常见治疗方法有手术治疗、药物治疗和康复治疗。临床通常采用减压和固定手术来治疗急性脊髓损伤，这能够有效缓解脊髓的直接压力并且能缓解随后发生的缺血和缺氧，从而很大程度上减少继发性损伤，但是手术治疗无法直接促进轴突再生和修复。药物治疗常用甲基强的松龙，但是大剂量的甲基强的松龙疗效不如人意，且会对患者机体造成无法避免的伤害。脊髓损伤恢复期以康复治疗为主，但康复治疗起效慢、周期长且总费用较高。近些年来，以生物材料、种子细胞和生长因子为基础的神经组织工程成为研究热点。
4.一种可行的神经修复方法是将三维纤维支架缝合于损伤的神经之间。三维纤维支架与细胞外基质(ecm)的多维结构相似，为神经细胞的生长及轴突延伸的引导提供合适的环境。利用静电纺丝技术能够制备出有较大的比表面积的三维多孔纤维支架，以模拟天然ecm的生物功能。
5.脊髓能够通过具有电兴奋性和连通性的神经纤维在大脑和周围器官之间传递生物电信号。脊髓损伤时电信号紊乱或中断是影响其修复的重要原因之一。电信号是神经细胞分化及神经元再生的重要刺激因素，其可以控制神经细胞的粘附和分化。导电性高分子材料能刺激神经细胞的再生，加快神经轴突的生长。现有技术cn 112386739a公开了一种高导电性纳米纤维神经导管的制备方法，采用静电纺丝技术制备具有无序双层结构的pedot:pss聚己内酯导电纳米纤维神经导管。然而，导电高分子通常具有刚性的共轭链，溶解性、加工性及可拉伸性较差且不可降解，限制了其进一步应用。相比之下，苯胺齐聚物结构明确、规整度高，可通过共价键连接到可降解聚合物主链或侧链上，不仅保留原有的可降解聚合物性质，还赋予新材料良好的导电性、电活性、抗氧化性、成膜性、力学强度和热稳定性等。此外，相比于无序纳米纤维，有序排列的纤维支架能指导定向神经细胞活动和突起生长，为传导束的再连提供通道，诱导神经细胞向神经元分化，提高轴突的再生能力。


技术实现要素：

6.发明目的：为了解决现有技术的问题，本发明提供了具有形状记忆功能的导电性
共聚物，并且通过转轴静电纺丝技术制备有序纳米纤维毡。本发明进一步对导电性共聚物进行掺杂，使其导电率与生物体内运动神经纤维髓鞘的电导率范围。
7.技术方案：本发明所述的具有形状记忆功能的导电性共聚物，其结构如式(ⅰ)所示：
[0008][0009]
其中，(m+n):l＝1～3.5:4.2～6.7，x取值范围为8.7～175.4。
[0010]
作为本发明的一种优选实施方式，所述x取值范围为50～60。
[0011]
作为一种具体的实施方式，式(ⅰ)通式中，x＝52.6，m+n＝33.8，l＝7.7。
[0012]
作为本发明的一种优选实施方式，所述导电性共聚物通过以下方法制备：在无水无氧条件下，聚己内酯(pcl)和异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)在异辛酸亚锡(sn(oct)2)存在的条件下，进行聚合反应，随后加入苯胺三聚体(at)，继续反应，反应结束后，进行产物提纯，得到具有形状记忆功能的导电性共聚物。
[0013]
作为本发明的一种具体实施方式，所述pcl的分子量mn＝6000g
·
mol-1
。
[0014]
作为本发明的一种具体实施方式，x的取值为52～53。
[0015]
作为本发明的一种具体实施方式，所述苯胺三聚体在所述导电性共聚物中的质量百分含量为5～20％。
[0016]
作为本发明的一种具体实施方式，所述苯胺三聚体在所述导电性共聚物中的质量百分含量为15％。
[0017]
本发明所述的具有形状记忆功能的导电性共聚物的制备方法，包括以下步骤：在无水无氧条件下，pcl和ipdi在sn(oct)2存在的条件下，进行聚合反应，随后加入苯胺三聚体，继续反应，反应结束后，进行产物提纯，得到具有形状记忆功能的导电性共聚物。
[0018]
本发明的具有形状记忆功能的导电性共聚物的合成路线如下所示：
[0019][0020]
本发明的苯胺三聚体(at)通过以下方法制备：
[0021]
先将二氨基对苯二胺硫酸盐(4-10g)，苯胺(1-5g)，氯化钠(0-2g)，溶于盐酸水溶液(0.5-2mol/l，100-500ml)中，把混合溶液的温度降至约0-10℃。同时将过硫酸铵(3-10g)溶解于盐酸溶液(0.5-2mol/l,20-120ml)之中，逐滴加入到上述混合溶液中，并继续搅拌反应0.5-3h。反应结束后，将溶液离心得到粗产物，将粗产品依次用盐酸(0.5-2mol/l，200-500ml)、去离子水(100-500ml)、氨水(0.5-2mol/l，100-500ml)和去离子水洗涤，直至中性。最后，将产物溶液冷冻真空干燥48h，制备出蓝紫色粉末苯胺三聚体。
[0022]
作为本发明的一种具体实施方式，苯胺三聚体通过以下方法制备：
[0023]
先将二氨基对苯二胺硫酸盐(4.7g)，苯胺(1.5g)，氯化钠(0.5g)，溶于盐酸水溶液
(1mol/l，150ml)中，把混合溶液的温度降至约4℃。同时将过硫酸铵(3.6g)溶解于盐酸溶液(1mol/l，25ml)之中，逐滴加入到上述混合溶液中，并继续搅拌反应1h。反应结束后，将溶液离心得到粗产物，将粗产品依次用盐酸(1mol/l，300ml)、去离子水(300ml)、氨水(1mol/l，200ml)和去离子水洗涤，直至中性。最后，将产物溶液冷冻真空干燥48h，制备出蓝紫色粉末苯胺三聚体。
[0024]
作为本发明的一种优选实施方式，所述导电性共聚物的制备方法包括以下步骤：
[0025]
(1)在无水无氧条件下，将pcl(0-2g)和sn(oct)2(0-100μl)加入到干燥的支口圆底烧瓶中，循环除氧三次，60-90℃抽真空除水0.5-2h；
[0026]
(2)在步骤(1)的反应体系中加入ipdi(0-400μl)和干燥的dmf(10-30ml)，继续反应2-5h；
[0027]
(3)在步骤(2)所得反应体系中加入at(10-500mg)后，继续反应5-16h，结束后室温搅拌0-5h，得到的产物溶液在乙醚/石油醚混合溶液中沉降除杂，得到导电性共聚物。
[0028]
作为本发明的一种优选实施方式，所述导电性共聚物的制备方法包括以下步骤：
[0029]
(1)在无水无氧条件下，将1.3～1.6g pcl和70～100μl sn(oct)2加入到干燥的反应容器中，循环除氧三次，60-90℃抽真空除水0.5-2h；
[0030]
(2)在步骤(1)的反应体系中加入100～350μl ipdi和干燥的10-30ml dmf，继续反应2-5h；
[0031]
(3)在步骤(2)所得反应体系中加入74～417mg at后，继续反应5-16h，结束后室温搅拌2-5h，得到的产物溶液在乙醚/石油醚混合溶液中沉降除杂，得到导电性共聚物。
[0032]
作为本发明的一种优选实施方式，乙醚与石油醚的体积比为1:1。
[0033]
作为本发明的一种具体实施方式，所述导电性共聚物的制备方法包括以下步骤：
[0034]
在无水无氧条件下，将1.3g pcl和90μl sn(oct)2加入到干燥的支口圆底烧瓶中，循环除氧三次，70℃抽真空除水1h，加入250μl ipdi和干燥的10-30ml dmf，继续反应4h。加入278mg at后继续反应16h，结束后室温搅拌2h。得到的产物溶液在乙醚/石油醚(体积比1:1)混合溶液中沉降除杂。油泵抽真空干燥24h得到产物。
[0035]
本发明所述的生物智能的导电性取向纳米纤维毡，由上述的具有形状记忆功能的导电性共聚物通过静电纺丝制备而成。
[0036]
作为本发明的一种优选实施方式，所述的静电纺丝的参数为：注射器的推注速度为0.45-1.0ml/h，接收滚筒的转速为1000-3000rpm。
[0037]
本发明所述的生物智能的导电性取向纳米纤维毡的制备方法，包括以下步骤：将上述的具有形状记忆功能的导电性共聚物溶于有机溶剂中，设置静电纺丝参数，喷丝口和接收滚筒之间的距离为10-20cm，静电电压为12-20kv，纺丝温度为20-30℃，注射器的推注速度为0.45-1.0ml/h，接收滚筒的转速为1000-3000rpm，得到导电性取向纳米纤维毡。
[0038]
作为本发明的一种优选实施方式，所述推注速度为0.8ml/h。
[0039]
作为本发明的一种优选实施方式，所述有机溶剂为六氟异丙醇。
[0040]
作为本发明的一种优选实施方式，所述导电性共聚物在有机溶剂中的质量浓度为5～15％。
[0041]
作为本发明的一种优选实施方式，所述导电性共聚物在有机溶剂中的质量浓度为10％。
[0042]
作为本发明的一种具体实施方式，所述导电性取向纳米纤维毡通过以下方法制备：将导电性共聚物溶解于六氟异丙醇中，配置成质量浓度为5～15％的纺丝溶液，得到的纺丝溶液超声搅拌至均匀分散，加入到注射器针管内，高压静电发生器的正极与注射器的喷丝口连接，负极与接收滚筒连接，喷丝口和接收滚筒之间的距离为10-20cm，静电电压为12-20kv，纺丝温度为20-30℃，通过调节注射器的推注速度和接收滚筒的转速调控纺丝纤维的有序性，注射器的推注速度为0.45-1.0ml/h，接收滚筒的转速为1000-3000rpm，最后，将接收滚筒上的纳米纤维丝放置于通风橱中24h，得到干燥的导电性取向纳米纤维毡。
[0043]
作为本发明的一种具体实施方式，注射器的推注速度为0.8ml/h，接收滚筒的转速为3000rpm。
[0044]
本发明所述的用于神经损伤修复和再生的生物材料，由上述的导电性共聚物或导电性取向纳米纤维毡掺杂樟脑磺酸制备而成。
[0045]
作为本发明的一种优选实施方式，所述生物材料为掺杂有樟脑磺酸的导电性取向纳米纤维毡。
[0046]
作为本发明的一种优选实施方式，掺杂有樟脑磺酸的导电性取向纳米纤维毡通过以下方法制备：
[0047]
将上述制备的导电性取向纳米纤维毡浸没于质量浓度为5mg/ml的csa水溶液中，1～15min，具体浸没时间可以为5min，得到掺杂有樟脑磺酸的导电性取向纳米纤维毡作为生物材料。
[0048]
作为本发明的一种优选实施方式，所述生物材料为修复膜。
[0049]
作为本发明的一种优选实施方式，修复膜中，导电性共聚物与樟脑磺酸的质量比为5:1～4。
[0050]
作为本发明的一种优选实施方式，修复膜中，导电性共聚物与樟脑磺酸的质量比为5:3。
[0051]
作为本发明的一种优选实施方式，所述修复膜通过以下方法制备：将导电性共聚物溶解于有机溶剂中，配成均一溶液，随后在溶液中加入樟脑磺酸，将混合溶液平铺在容器中，加热除去有机溶剂，得到修复膜。
[0052]
作为本发明的一种优选实施方式，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
[0053]
本发明所述的导电性共聚物或本发明所述的导电性取向纳米纤维毡或本发明所述的生物材料在神经损伤修复和再生材料中的应用。
[0054]
有益效果：(1)本发明通过合成具有形状记忆功能的导电性共聚物，通过导电性共聚物中每个聚合单元之间的相互作用，如氢键和π-π共轭相互作用，及环己烷结构而具有优异的力学性能和形状记忆性。(2)本发明合成的导电性共聚物具有良好的电活性、导电性和亲水性；(3)本发明通过静电纺丝技术制备导电性共聚物的有序纳米纤维毡，使其具有优异的细胞相容性和血液相容性，在神经损伤修复和再生方面有很大潜力；(4)本发明进一步对导电性共聚物进行电活性和亲水性改进，使其具备优良的生物相容性，有利于血清蛋白的黏附、细胞的黏附及增殖。
附图说明
[0055]
图1为pcl，at和导电性可生物降解共聚物(pcl-at)的ft-ir光谱图；
[0056]
图2为pcl和导电性生物可降解共聚物pcl-at的循环伏安图；
[0057]
图3为nih3t3细胞在导电性共聚物浸提液中培养24h的细胞存活率，及在导电性共聚物上培养1、3和7天的细胞增殖率；
[0058]
图4为导电性生物可降解共聚物pcl-at在樟脑磺酸(csa)掺杂前后的电导率；
[0059]
图5为pcl和导电性生物可降解共聚物有无csa掺杂的接触角测试结果；
[0060]
图6为导电性生物可降解共聚物的应力应变曲线；
[0061]
图7为pcl-at薄膜形状记忆性评估结果；
[0062]
图8为四种导电性共聚物在不同放大倍数下的静电纺丝sem图；
[0063]
图9为四种导电性可生物降解共聚物纺丝纤维的溶血率结果。
具体实施方式
[0064]
一、具有形状记忆功能的导电性共聚物的合成及性能测试
[0065]
1.1样品制备
[0066]
实施例1：pcl-5at的合成
[0067]
在无水无氧条件下，将1.3g pcl(mn＝6000g
·
mol-1
)和70μl sn(oct)2加入到干燥的支口圆底烧瓶中，循环除氧三次，70℃抽真空除水1h，加入100μl ipdi和干燥的15ml dmf，继续反应4h。加入74mg at后继续反应16h，结束后室温搅拌2h。得到的产物溶液在乙醚/石油醚(体积比1:1)混合溶液中沉降除杂。油泵抽真空干燥24h得到产物pcl-5at。
[0068]
实施例2：pcl-10at的合成
[0069]
在无水无氧条件下，将1.6g pcl(mn＝6000g
·
mol-1
)和95μl sn(oct)2加入到干燥的支口圆底烧瓶中，循环除氧三次，70℃抽真空除水1h，加入200μl ipdi和干燥的20ml dmf，继续反应4h。加入199mg at后继续反应16h，结束后室温搅拌2h。得到的产物溶液在乙醚/石油醚(体积比1:1)混合溶液中沉降除杂。油泵抽真空干燥24h得到产物pcl-10at。
[0070]
实施例3：pcl-15at的合成
[0071]
在无水无氧条件下，将1.3g pcl(mn＝6000g
·
mol-1
)和90μl sn(oct)2加入到干燥的支口圆底烧瓶中，循环除氧三次，70℃抽真空除水1h，加入250μl ipdi和干燥的19ml dmf，继续反应4h。加入278mg at后继续反应16h，结束后室温搅拌2h。得到的产物溶液在乙醚/石油醚(体积比1:1)混合溶液中沉降除杂。油泵抽真空干燥24h得到产物pcl-15at。
[0072]
实施例4：pcl-20at的合成
[0073]
在无水无氧条件下，将1.3g pcl(mn＝6000g
·
mol-1
)和100μl sn(oct)2加入到干燥的支口圆底烧瓶中，循环除氧三次，70℃抽真空除水1h，加入350μl ipdi和干燥的21ml dmf，继续反应4h。加入417mg at后继续反应16h，结束后室温搅拌2h。得到的产物溶液在乙醚/石油醚(体积比1:1)混合溶液中沉降除杂。油泵抽真空干燥24h得到产物pcl-20at。
[0074]
1.2性能测试
[0075]
(1)红外图谱测试
[0076]
通过红外图谱测试，对导电性共聚物的结构进行表征。如图1所示，在3308cm-1
和3204cm-1
处是苯胺三聚体上氨基的特征吸收峰，然而在导电共聚物中这两处特征峰消失，表明苯胺三聚体中的氨基已转化为脲基(-nhconh-)。1730cm-1
处是pcl和pcl-at中酯键羰基的特征吸收峰。同时，1598cm-1
和1498cm-1
分别为苯环的伸缩振动峰，在at和导电性共聚物
pcl-at中均有出现。结果表明，已成功合成pcl和不同at含量的pcl-at共聚物。
[0077]
(2)具有形状记忆功能的导电性共聚物的电活性测定
[0078]
电活性生物材料有利于细胞内和细胞之间的电信号传导，进而促进神经细胞粘附和生长。我们通过测试循环伏安曲线来表征导电性可生物降解共聚物的电活性，将pcl和导电性可生物降解共聚物在1mol/l的盐酸溶液中进行八次连续扫描，结果如图2所示。在pcl的循环伏安曲线中未出现氧化还原峰，表明pcl不具有电活性。而四种不同at含量的具有形状记忆功能的导电性共聚物都有可逆的氧化还原峰出现，并且在经过八次扫描后的曲线上仍出现可逆的氧化还原峰。表明具有形状记忆功能的导电性共聚物在水溶液中具有持续的氧化还原性。随着at含量的增加，pcl-at氧化峰位先增大后降低，pcl-15at共聚物的氧化电位达到最大值，说明其氧化能力最强。此外，pcl-15at共聚物在循环伏安扫描过程中得到的闭合曲线的面积变化最小，说明其稳定性最高。当pcl-at共聚物与细菌接触时，产生的羟基自由基和氧离子会破坏细菌细胞壁和细胞膜中的脂肪酸、蛋白质和肽聚糖等物质，进而进入细菌内，破坏细菌功能。因此，pcl-15at可能具有优异的抗菌性。
[0079]
(3)具有形状记忆功能的导电性共聚物的生物相容性评估
[0080]
为了探究导电性可生物降解共聚物的生物相容性，将实施例1-4制备的材料采用材料浸提液毒性测试法得到导电性共聚物上的细胞存活率数据，结合1、3和7天细胞增殖测试，评估材料的体外生物相容性。如图3所示，nih 3t3细胞在pcl和导电性可生物降解共聚物上的存活率均超过90％，表明导电性共聚物材料的细胞毒性可以忽略不计，具有良好的生物相容性。特别地，pcl-15at在初始浸提液和梯度稀释液(1/2，1/4，1/8)的细胞存活率均高于100％，说明其具有促nih 3t3细胞黏附的能力，显示出优异的生物相容性。一方面，苯胺三聚体有利于材料上细胞内和细胞间电信号的传导，进而促进细胞粘附、增殖和分化。另一方面，苯胺三聚体含量过高，共聚物材料具有一定的细胞毒性。本文所制备的导电性共聚物pcl-at中，at含量15％时，其生物相容性最优。
[0081]
二、掺杂有csa的导电性共聚物的制备及性能测试
[0082]
2.1样品制备
[0083]
将实施例1制备的10mg pcl-5at、实施例2制备的10mg pcl-10at、实施例3制备的10mg pcl-15at和实施例4制备的10mg pcl-20at分别溶于200μl六氟异丙醇中，溶液中分别加入2mg、4mg、6mg和8mg csa，超声搅拌20min形成均一溶液，进而进行电导率的测试。
[0084]
如图4所示，当pcl-at中at含量从5wt％增大到20wt％时，其电导率从1.30
×
10-8
±
2.32
×
10-9
s/cm增大到4.18
×
10-8
±
1.68
×
10-8
s/cm。即随着at含量的增加，导电性共聚物的电导率逐渐增大。导电性共聚物经csa掺杂后，其电导率值提高至1.30
×
10-7
±
3.76
×
10-8
s/cm到1.46
×
10-6
±
3.88
×
10-7
s/cm。结果表明，将樟脑磺酸(csa)引入到pcl-at主链中，pcl-at中的苯胺三聚体段形成的铵盐结构进一步提高共聚物的电导率。值得一提的是，csa掺杂后导电性共聚物的电导率值与生物体内运动神经纤维髓鞘的电导率范围(约10-6
s/cm)相匹配，而脊髓损伤时电信号紊乱或中断是影响其修复的重要原因之一，导电性高分子材料具有刺激神经细胞的再生，加快神经轴突生长的功能。因此，导电性可生物降解共聚物在电信号敏感的神经组织工程中具有广泛的应用前景。
[0085]
2.2掺杂有csa的导电性共聚物的亲水性
[0086]
蛋白质的粘附能力会受到生物材料的表面亲疏水性影响，进而会影响细胞的多种
活动，如黏附、增殖、细胞外基质分泌等。我们通过测量水滴与材料接触后不同时间点的接触角值来表征其亲疏水性，结果如图5所示。pcl在0s时接触角为73.25
±
0.35
°
，pcl-5at接触角为64.44
±
0.76
°
，即at的加入降低了其接触角值，提高了其亲水性。随at含量提高，pcl-at共聚物的接触值逐渐增大，但pcl-20at接触角值(72.59
±
0.78
°
)仍小于pcl，表明导电性共聚物的亲水性高于pcl。此外，随着水滴与共聚物材料接触时间的延长，所有材料的接触角值均呈现下降趋势，其亲水性逐渐增大。csa掺杂后，在0s时，pcl-5at、pcl-10at、pcl-15at和pcl-20at共聚物的接触角分别为60.38
±
0.87
°
、61.3
±
0.78
°
、62.4
±
0.75
°
和62.98
±
0.95
°
，而pcl的接触角几乎没发生变化。即csa掺杂后，pcl-at共聚物的接触角值都显著降低，由于苯胺三聚体和csa形成铵盐正离子的形式，增大其亲水性，但各组之间的接触角值无显著差异。表明csa掺杂有利于提高pcl-at的亲水性，有利于血清蛋白的黏附、细胞的黏附及增殖。
[0087]
2.3掺杂有csa的导电性共聚物的力学性能
[0088]
共聚物材料的力学性能是考察其实际应用能力的一个重要指标，优异的力学性能使生物材料可以更好的适应体内动态微环境。
[0089]
将合成的pcl-at共聚物溶解于n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，配成10％浓度的均一溶液，pcl-at溶液中分别按照pcl-5at、pcl-10at、pcl-15at和pcl-20at与csa质量比5:1、5:2、5:3和5:4加入csa，将混合溶液平铺在玻璃皿中，在60℃加热板上20小时除去dmf，得到干燥的pcl-at薄膜。
[0090]
导电性共聚物薄膜的应力-应变曲线结果如图6所示。除pcl-20at外，其他导电共聚物薄膜的断裂伸长率在600％以上。其中，pcl-10at的拉伸强度达到最大值，为38.16mpa。当共聚物主链中含有苯胺三聚体时，材料的结晶度下降，增强了分子链间的流动性和滑动性，并且多种氢键形成的交联结构利于分子链之间相互穿插形成三维网络结构，赋予材料优异的弹性和延展性。
[0091]
2.4掺杂有csa的导电性共聚物的形状记忆性
[0092]
使用折叠方法评估聚合物薄膜的形状记忆性，首先，将薄膜(20mm
×
5mm
×
0.18mm)放置40℃的水浴锅中5-10分钟，对其进行180
°
的折叠。接着，将折叠后的薄膜放置-20℃环境中10-20分钟，固定薄膜形状。最后，把形状固定的薄膜放置37℃的水浴锅中5-10分钟，拍照评估材料的形状记忆性。
[0093]
如图7所示，在37℃水浴中，pcl-5at、pcl10at和pcl-15at聚合物薄膜几乎恢复到原始形状，表明它们在人体温度下具有良好的形状恢复能力。但pcl-20at聚合物不能完全恢复到原始形状。由于pcl-20at共聚物中苯胺含量过高，共聚物存在较强的物理相互作用(π-π堆积)，不利于共聚物薄膜的形状恢复。具有形状记忆性的pcl-at共聚物有利于皮肤、骨、神经组织再生过程。
[0094]
三、具有生物智能的导电性取向纳米纤维毡的制备及性能测试
[0095]
3.1制备方法
[0096]
采用高压静电纺丝技术(hve)制备导电性取向纳米纤维毡。将0.5g实施例1制备的pcl-5at、0.5g实施例2制备的pcl-10at、0.5g实施例3制备的pcl-15at和0.5g实施例4制备的pcl-20at聚合物分别溶解于5ml六氟异丙醇中，四种纺丝溶液超声搅拌至均匀分散，加入到10.0ml注射器针管(22g针头)内。高压静电发生器的正极与注射器的喷丝口连接，负极与
接收滚筒连接。喷丝口和接收滚筒之间的距离为14cm，静电电压为15kv，纺丝温度为28℃。通过调节注射器的推注速度和接收滚筒的转速调控纺丝纤维的有序性。注射器的推注速度为0.8ml/h，接收滚筒的转速为3000rpm。最后，将接收滚筒上的纳米纤维丝放置于通风橱中24h，得到干燥的pcl-5at、pcl-10at、pcl-15at和pcl-20at共聚物纳米纤维。
[0097]
3.2形貌表征
[0098]
使用扫描电子显微镜(sem)观察静电纺丝纤维形貌，并统计纤维的平均直径。具体方法为：先将样品喷金，然后在15kv电压下，调节不同的放大倍数，获得纤维多个位置的sem图像，图8为四种不同导电性共聚物在不同放大倍数下的静电纺丝纳米纤维形貌图。可以看出，pcl-5at、pcl-10at和pcl-15at在推注速度0.8ml/h时制备的pcl纳米纤维出现取向结构，但pcl-20at共聚物由于溶解性太差，无法纺出有序纤维结构。pcl-5at和pcl-10at纳米纤维中有结节颗粒，表面粗糙。而pcl-15at纳米纤维上结节颗粒逐渐消失，形貌变好。相比于无序纳米纤维，有序排列的纤维支架能指导定向神经细胞活动和突起生长，为传导束的再连提供通道，诱导神经细胞向神经元分化，提高轴突的再生能力。因此，我们制备的pcl-15at取向性纳米纤维支架有利于神经细胞取向性生长和分化，进而促进脊髓损伤修复。
[0099]
3.3导电性可生物降解共聚物静电纺丝纤维的血液相容性
[0100]
将pcl-at纺丝纤维浸泡在5mg/ml的csa水溶液中5min，依据国标gb/t16886.4-2003，通过体外溶血试验来评估导电性可生物降解共聚物静电纺丝纤维的血液相容性，结果如图9所示。随着pcl-at共聚物中苯胺三聚体含量逐渐增大，纺丝纤维的溶血率逐渐升高，但都低于1％，说明pcl-at纺丝纤维材料具有优异的血液相容性，生物材料优异的血液相容性是神经组织工程应用的必要条件。

技术特征：
1.一种具有形状记忆功能的导电性共聚物，其特征在于，其结构如式(ⅰ)所示：其中，(m+n):l＝1～3.5:4.2～6.7，x取值范围为8.7～175.4。2.根据权利要求1所述的具有形状记忆功能的导电性共聚物，其特征在于，所述x取值范围为50～60。3.根据权利要求1所述的具有形状记忆功能的导电性共聚物，其特征在于，所述导电性共聚物通过以下方法制备：在无水无氧条件下，pcl和ipdi在sn(oct)2存在的条件下，进行聚合反应，随后加入苯胺三聚体，继续反应，反应结束后，进行产物提纯，得到具有形状记忆功能的导电性共聚物。4.根据权利要求1所述的具有形状记忆功能的导电性共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在无水无氧条件下，pcl和ipdi在sn(oct)2存在的条件下，进行聚合反应，随后加入苯胺三聚体，继续反应，反应结束后，进行产物提纯，得到具有形状记忆功能的导电性共聚物。5.一种生物智能的导电性取向纳米纤维毡，其特征在于，所述纳米纤维毡由权利要求1所述的具有形状记忆功能的导电性共聚物通过静电纺丝制备而成。6.根据权利要求4所述的生物智能的导电性取向纳米纤维毡，其特征在于，静电纺丝的参数为：注射器的推注速度为0.45-1.0ml/h，接收滚筒的转速为1000-3000rpm。7.一种如权利要求5所述的生物智能的导电性取向纳米纤维毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将如权利要求1所述的具有形状记忆功能的导电性共聚物溶于有机溶剂中，设置静电纺丝参数，喷丝口和接收滚筒之间的距离为10-20cm，静电电压为12-20kv，纺丝温度为20-30℃，注射器的推注速度为0.45-1.0ml/h，接收滚筒的转速为1000-3000rpm，得到导电性取向纳米纤维毡。8.一种用于神经损伤修复和再生的生物材料，其特征在于，所述生物材料为权利要求1所述的导电性共聚物或如权利要求5所述的导电性取向纳米纤维毡掺杂樟脑磺酸制备而成。9.一种具有形状记忆性的修复膜，其特征在于，所述修复膜为权利要求1所述的导电性共聚物中掺杂有樟脑磺酸制备而成；和/或所述修复膜通过以下方法制备：将如权利要求1所述的导电性共聚物溶解于有机溶剂中，配成均一溶液，随后在溶液中加入樟脑磺酸，将混合溶液平铺在容器中，加热除去有机溶剂，得到修复膜。10.如权利要求1所述的导电性共聚物或如权利要求5所述的导电性取向纳米纤维毡或如权利要求8所述的生物材料在神经损伤修复和再生材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种具有形状记忆功能的导电性共聚物、纳米纤维毡、制备方法及应用。本发明所述的导电性共聚物结构式如式(Ⅰ)所示。本发明合成的导电性共聚物具备形状记忆性能。本发明进一步通过转轴静电纺丝技术制备有序纳米纤维毡。本发明的导电性共聚物具有良好的电活性、导电性、形状记忆性、可拉伸性、亲水性和生物相容性，所制备的有序性导电纳米纤维毡在神经损伤修复和再生方面有很大潜力。神经损伤修复和再生方面有很大潜力。神经损伤修复和再生方面有很大潜力。


技术研发人员：闫欢欢 侯桂革 王春华
受保护的技术使用者：滨州医学院
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1