一种丝素-GelMA复合导电水凝胶的制备方法及应用

本发明涉及一种丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法及应用。

背景技术：

1、神经系统受损，会给病人造成极大的生理和心理的痛苦，随着技术的进步，目前针对神经系统受损修复的研究也越来越多，研究发现，丝素蛋白内含多种氨基酸，具有良好的生物相容性、机械性能和理化性质，在将其制备成凝胶后，能够促进组织修复，因此在神经系统受损领域，也在围绕丝素蛋白凝胶进行更深入研究，比如，在文献号为cn116370403 a，名称为：一种用于脊髓损伤修复的可注射水凝胶及其制备方法与应用，已经给出了一种用于脊髓损伤修复的可注射水凝胶，这种水凝胶由丝素蛋白水溶液与水滑石水溶液混合后静置得到，具有良好的结构稳定性、优异的剪切变稀和自修复性能，可有效清除损伤部位产生的过多的活性氧ros，缓解炎症反应，同时在微环境中产生氧气，可有效改善损伤部位乏氧的不利条件，有效促进神经细胞的生长和分化，有利于脊髓损伤快速修复。

2、在进一步的深入研究中，还发现，在针对神经修复领域，现有技术提供的修复材料在修复过程导电性较差，影响了神经与周围组织物质交换及细胞电信号传导。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，以满足上述要求。

2、一种丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，包括下述步骤：

3、s1：制备双网络水凝胶：将gelma溶解在pbs溶液中配制成浓度为10±1％(w/v)的溶液，加入光引发剂，光引发剂质量占体系体积比为1.5±0.1％(w/v)，得到gelma溶液，然后与浓度为10±1％的丝素蛋白溶液以5:(5±1)的体积比混合，加入戊二醛，其中丝素蛋白与戊二醛的质量比为1:(0.1±0.01)，混合均匀，得到预聚混合物，将预聚混合物在紫外光下进行光照，恒温干燥，得到双网络水凝胶；

4、s2：制备丝素-gelma复合导电水凝胶：配制浓度为0.8％-1.2％的吡咯水溶液和1±0.1m过硫酸铵水溶液，将所述双网络水凝胶，先浸渍在过硫酸铵水溶液中30-90min，静置，转移至吡咯水溶液中浸渍30-60min，随后转移至去离子水中停止反应，烘干，得到丝素-gelma复合导电水凝胶。

5、其中，通过下述方式获取gelma：将明胶粉末溶解在pbs中，水浴搅拌至完全溶解得到明胶溶液，将甲基丙烯酸酐滴加到所述明胶溶液中，搅拌，然后加入pbs，透析，离心，取上清液，低温保存或冷冻干燥，得到gelma。

6、其中，通过下述方式获取丝素蛋白溶液：

7、蚕丝脱胶：将去离子水加热至沸腾，加入na2co3，待完全溶解后，取蚕生丝放入其中，在沸腾条件下进行脱胶，而后洗涤，烘干，得到丝素纤维。

8、丝素蛋白的溶解和透析：将所述丝素纤维按浴比(2.7±0.2):10溶于9.3±0.2m溴化锂溶液中，待完全溶解后，冷却至室温，然后装入透析袋中密封，透析去除溴化锂，离心，得到丝素蛋白溶液。

9、其中，在步骤s1中，丝素蛋白与戊二醛的质量比为1:0.1，丝素蛋白溶液与gelma溶液质量比为5:5，光引发剂质量占体系体积比为1.5％。

10、其中，在步骤s2中吡咯水溶液浓度为0.8-1.0％，浸渍过硫酸铵溶液时间为60-90min，浸渍吡咯溶液时间为30-45min。

11、其中，在步骤s2中吡咯水溶液浓度为0.8％，浸渍过硫酸铵溶液时间为90min，浸渍吡咯溶液时间为30min。

12、其中，在步骤s2中，所述静置具体为在玻璃皿中静置30min，所述转移至去离子水中停止反应具体为转移至去离子水中30min停止反应并清洗表面多余的聚集物质，所述烘干为在60℃烘箱烘干10min。

13、其中，所述的光引发剂为irgacure 2959，所述的紫外光为365nm的紫外光，光照时间为15-30min。

14、本发明同时还提供一种丝素-gelma复合导电水凝胶，采用上述的制备方法制备。

15、其中，所述丝素-gelma复合导电水凝胶的电导率大于等于0.49×10-2s/cm。

16、有益效果：本发明实施例提供一种丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，包括下述步骤：制备双网络水凝胶：将gelma溶解在pbs溶液中配制成溶液，加入光引发剂，得到gelma溶液，然后与丝素蛋白溶液混合，加入戊二醛，混合均匀，得到预聚混合物，将预聚混合物在紫外光下进行光照，恒温干燥，得到双网络水凝胶；制备丝素-gelma复合导电水凝胶：配制吡咯水溶液和过硫酸铵水溶液，将双网络水凝胶，先浸渍在过硫酸铵水溶液中，静置，转移至吡咯水溶液中浸渍，随后转移至去离子水中停止反应，烘干，得到丝素-gelma复合导电水凝胶，这种方式得到的丝素-gelma复合导电水凝胶其力学性能最好，与神经组织力学性能相匹配，适用于神经组织工程支架的构建，具有合适的电导率，达到理想神经组织电导率范围，从而促进神经再生，同时溶胀率符合神经组织的要求，在体内组织的使用过程中可以避免对周围其他组织的损伤与破坏，本申请同时还提供采用该制备方法获得的丝素-gelma复合导电水凝胶。

技术特征：

1.一种丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.如权利要求1所述丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，通过下述方式获取gelma：将明胶粉末溶解在pbs中，水浴搅拌至完全溶解得到明胶溶液，将甲基丙烯酸酐滴加到所述明胶溶液中，搅拌，然后加入pbs，透析，离心，取上清液，低温保存或冷冻干燥，得到gelma。

3.如权利要求1所述丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，通过下述方式获取丝素蛋白溶液：

4.如权利要求1所述丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，丝素蛋白与戊二醛的质量比为1:0.1，丝素蛋白溶液与gelma溶液质量比为5:5，光引发剂质量占体系体积比为1.5％。

5.如权利要求4所述丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤s2中吡咯水溶液浓度为0.8-1.0％，浸渍过硫酸铵溶液时间为60-90min，浸渍吡咯溶液时间为30-45min。

6.如权利要求5所述丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤s2中吡咯水溶液浓度为0.8％，浸渍过硫酸铵溶液时间为90min，浸渍吡咯溶液时间为30min。

7.如权利要求5所述丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述静置具体为在玻璃皿中静置30min，所述转移至去离子水中停止反应具体为转移至去离子水中30min停止反应并清洗表面多余的聚集物质，所述烘干为在60℃烘箱烘干10min。

8.如权利要求1所述丝素-gelma复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述的光引发剂为irgacure2959，所述的紫外光为365nm的紫外光，光照时间为15-30min。

9.一种丝素-gelma复合导电水凝胶，其特征在于，采用如权利要求1所述的制备方法制备。

10.如权利要求9所述的丝素-gelma复合导电水凝胶，其特征在于，所述丝素-gelma复合导电水凝胶的电导率大于等于0.49×10-2s/cm。

技术总结
本发明实施例提供一种丝素‑GelMA复合导电水凝胶的制备方法，包括：将GelMA溶解在PBS溶液中，加入光引发剂，与丝素蛋白溶液混合，加入戊二醛，混合均匀，在紫外光下进行光照，恒温干燥，得到双网络水凝胶；将双网络水凝胶先浸渍在过硫酸铵水溶液中，静置，转移至吡咯水溶液中浸渍，停止反应后，烘干，得到丝素‑GelMA复合导电水凝胶，这种方式得到的丝素‑GelMA复合导电水凝胶与神经组织力学性能相匹配，适用于神经组织工程支架的构建，具有合适的电导率，达到理想神经组织电导率范围，促进神经再生，同时溶胀率符合神经组织的要求，在体内组织的使用过程中可以避免对周围其他组织的损伤与破坏，本申请同时还提供采用该制备方法获得的丝素‑GelMA复合导电水凝胶。

技术研发人员：赵荟菁,高诗涵,孟凯,张克勤
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16