一種新型多壁碳納米管?多巴胺?聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的制備方法及產(chǎn)品與流程

本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的制備方法及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

目前最有效和最流行的組織再生的方法是建立一個(gè)三維(3D)基質(zhì)為細(xì)胞增殖和分化提供一個(gè)穩(wěn)定的組織模仿環(huán)境。而理想的基質(zhì)或細(xì)胞生存環(huán)境應(yīng)具有合適的特殊結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能、生物相容性和滲透性。對(duì)于一個(gè)人工的三維基質(zhì)，要滿足上述所有要求是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。天然和合成材料已被用來(lái)構(gòu)建組織工程的三維矩陣，然而，天然材料通常具有較差的機(jī)械性能，而合成材料往往缺乏細(xì)胞識(shí)別的受體。因此，急需一種兼具機(jī)械性能及生物相容性的人工的三維基質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于：(1)提供一種新型多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的制備方法；(2)提供一種新型多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

1、一種新型多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)在無(wú)氧條件下將多巴胺加入交聯(lián)劑溶液中，45-55℃下避光攪拌1-3d后冷凍干燥制得多巴胺聯(lián)劑；

(2)將多壁碳納米管溶液加入步驟(1)中制得的多巴胺聯(lián)劑中，混勻后向混合溶液中加入聚乙二醇二丙烯酸酯和光引發(fā)劑，制得前體溶液；

(3)以步驟(2)中制得的前體溶液制備水凝膠。

進(jìn)一步，步驟(1)中，所述交聯(lián)劑溶液的配制方法為將N,N-亞甲基雙丙烯酰酯胺加入乙醇溶液中，所述交聯(lián)劑溶液中N,N-亞甲基雙丙烯酰酯胺的濃度為70.1mg/ml。

進(jìn)一步，所述乙醇溶液的pH值為6，所述乙醇溶液中水與乙醇的體積比為4:3。

進(jìn)一步，步驟(1)中，所述多巴胺聯(lián)劑中多巴胺與N,N-亞甲基雙丙烯酰酯胺的摩爾比為2:3。

進(jìn)一步，步驟(2)中，所述多壁碳納米管溶液的配制方法為將多壁碳納米管加入泊洛沙姆溶液中，所述多壁碳納米管溶液中多壁碳納米管的濃度為0.7-1.4mg/ml。

進(jìn)一步，步驟(2)中，所述泊洛沙姆溶液的質(zhì)量體積百分比為10％。

進(jìn)一步，步驟(2)中，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的質(zhì)量體積百分比為20％。

進(jìn)一步，步驟(2)中，所述光引發(fā)劑為光引發(fā)劑2959，所述的光引發(fā)劑2959的質(zhì)量體積百分比為10％。

進(jìn)一步，步驟(2)中，所述前體溶液中多巴胺交聯(lián)劑、多壁碳納米管溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯和光引發(fā)劑2959的體積比為200：38-80：1000：130。

2、由所述的一種新型多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的制備方法制備的多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種新型多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的制備方法及產(chǎn)品，該方法工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，由該方法制備的多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜可以在從干燥到含水環(huán)境轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生自我折疊，且不依賴于多壁碳納米管的濃度，具有自卷、導(dǎo)電性、細(xì)胞附著能力及生物相容性等特性，同時(shí)，能影響細(xì)胞分化，該水凝膠膜自卷后，形態(tài)上類似于骨和神經(jīng)組織，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明：

圖1為實(shí)施例1中多巴胺-MBA交聯(lián)劑的¹H NMR核磁共振光譜圖；

圖2為實(shí)施例1中多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜形成原理圖；

圖3為實(shí)施例1中制備的多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜自卷的掃描電鏡圖；

圖4為多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的導(dǎo)電性測(cè)試圖；

圖5為多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜對(duì)細(xì)胞活力的影響圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

制備多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜，具體步驟如下：

(1)將N,N-亞甲基雙丙烯酰酯胺(MBA)加入乙醇溶液中，制得MBA溶液，其中,乙醇溶液的pH值為6，乙醇溶液中水與乙醇的體積比為4:3，制得的MBA溶液中MBA濃度為70.1mg/ml；

(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下按多巴胺與MBA溶液中MBA摩爾比為2：3將多巴胺加入步驟(1)中制得的MBA溶液中，45℃下避光攪拌3d后冷凍干燥制得多巴胺-MBA交聯(lián)劑，將制備好的多巴胺-MBA交聯(lián)劑存放在20℃條件下；通過(guò)¹H NMR核磁共振光譜鑒定該多巴胺-MBA交聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖1所示，由圖1可知，其中5.7和6.2ppm代表聚合物中的乙烯鍵，6.6ppm表示苯環(huán)的存在，結(jié)果表明多巴胺與MBA成功交聯(lián)，作為末端基團(tuán)的乙烯基在聚合中可以作為大分子交聯(lián)劑；

(3)將多壁碳納米管加入質(zhì)量體積百分為10％的泊洛沙姆溶液(F127溶液)中，制得多壁碳納米管溶液，所述多壁碳納米管溶液中多壁碳納米管的濃度為1.4mg/ml；

(4)將步驟(2)中制得的多巴胺-MBA交聯(lián)劑加入步驟(3)中制得多壁碳納米管溶液中，混勻后向混合溶液中加入質(zhì)量體積百分為20％的聚乙二醇二丙烯酸酯和質(zhì)量體積百分比為10％的光引發(fā)劑2959，制得前體溶液，所述前體溶液中多巴胺-MBA交聯(lián)劑、多壁碳納米管溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯和光引發(fā)劑2959的體積比為200：38：1000：130；

(5)以步驟(4)中制得的前體溶液制備水凝膠，具體為取100ul步驟(4)中制得的前體溶液于玻片上，覆蓋另一張玻片，紫外照射15min形成水凝膠，其形成原理如圖2所示，利用紫外光能量引起光引發(fā)劑2959產(chǎn)生自由基并進(jìn)一步引發(fā)溶液中單體聚合交聯(lián)從而形成固化的水凝膠。將水凝膠從玻片上撕下，放入水中30秒內(nèi)能自動(dòng)形成一個(gè)卷筒，如圖3所示。

實(shí)施例2

制備多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜，具體步驟如下：

(1)將N,N-亞甲基雙丙烯酰酯胺(MBA)加入乙醇溶液中，制得MBA溶液，其中，乙醇溶液的pH值為6，乙醇溶液中水與乙醇的體積比為4:3，制得的MBA溶液中MBA濃度為70.1mg/ml；

(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下按多巴胺與MBA溶液中MBA摩爾比為2：3將多巴胺加入步驟(1)中制得的MBA溶液中，50℃下避光攪拌2d后冷凍干燥制得多巴胺-MBA交聯(lián)劑，將制備好的多巴胺-MBA交聯(lián)劑存放在20℃條件下；

(3)將多壁碳納米管加入質(zhì)量體積百分為10％的泊洛沙姆溶液(F127溶液)中，制得多壁碳納米管溶液，所述多壁碳納米管溶液中多壁碳納米管的濃度為1.0mg/ml；

(4)將步驟(2)中制得的多巴胺-MBA交聯(lián)劑加入步驟(3)中制得多壁碳納米管溶液中，混勻后向混合溶液中加入質(zhì)量體積百分為20％的聚乙二醇二丙烯酸酯和質(zhì)量體積百分比為10％的光引發(fā)劑2959，制得前體溶液，所述前體溶液中多巴胺-MBA交聯(lián)劑、多壁碳納米管溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯和光引發(fā)劑2959的體積比為200：60：1000：130；

(5)以步驟(4)中制得的前體溶液制備水凝膠，具體為取100ul步驟(4)中制得的前體溶液于玻片上，覆蓋另一張玻片，紫外照射15min形成水凝膠膜。

實(shí)施例3

制備多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜，具體步驟如下：

(1)將N,N-亞甲基雙丙烯酰酯胺(MBA)加入乙醇溶液中，制得MBA溶液，其中,乙醇溶液的pH值為6，乙醇溶液中水與乙醇的體積比為4:3，制得的MBA溶液中MBA濃度為70.1mg/ml；

(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下按多巴胺與MBA溶液中MBA摩爾比為2：3將多巴胺加入步驟(1)中制得的MBA溶液中，55℃下避光攪拌1d后冷凍干燥制得多巴胺-MBA交聯(lián)劑，將制備好的多巴胺-MBA交聯(lián)劑存放在20℃條件下；

(3)將多壁碳納米管加入質(zhì)量體積百分為10％的泊洛沙姆溶液(F127溶液)中，制得多壁碳納米管溶液，所述多壁碳納米管溶液中多壁碳納米管的濃度為0.7mg/ml；

(4)將步驟(2)中制得的多巴胺-MBA交聯(lián)劑加入步驟(3)中制得多壁碳納米管溶液中，混勻后向混合溶液中加入質(zhì)量體積百分為20％的聚乙二醇二丙烯酸酯和質(zhì)量體積百分比為10％的光引發(fā)劑2959，制得前體溶液，所述前體溶液中多巴胺-MBA交聯(lián)劑、多壁碳納米管溶液、聚乙二醇二丙烯酸酯和光引發(fā)劑2959的體積比為200：80：1000：130；

(5)以步驟(4)中制得的前體溶液制備水凝膠，具體為取100ul步驟(4)中制得的前體溶液于玻片上，覆蓋另一張玻片，紫外照射15min形成水凝膠膜。

實(shí)施例4

多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的導(dǎo)電性測(cè)試

依據(jù)實(shí)施例1中的方法分別制備多壁碳納米管濃度為0、0.7、1.4mg/ml的多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜，使用標(biāo)準(zhǔn)的四探針?lè)y(cè)量各多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜的電導(dǎo)率，每個(gè)水凝膠膜測(cè)試30個(gè)點(diǎn)。結(jié)果如圖4所示，由圖4可知，不含多壁碳納米管的水凝膠的電導(dǎo)率為0s/m，含0.7mg/ml多壁碳納米管的水凝膠電導(dǎo)率增加至0.02s/m，含1.4mg/ml多壁碳納米管的水凝膠電導(dǎo)率增加至0.048s/m，由此可知，含碳納米管的水凝膠具有良好的導(dǎo)電性能，并且可以通過(guò)改變碳納米管的濃度調(diào)整水凝膠的電導(dǎo)率。

實(shí)施例5

利用MTT比色法檢測(cè)多壁碳納米管-多巴胺-聚乙二醇二丙烯酸酯水凝膠膜對(duì)細(xì)胞活力的影響

將小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)接種到實(shí)施例4中制備的3中水凝膠膜上。利用MTT法檢測(cè)細(xì)胞1天和5天的存活率。將組織培養(yǎng)板(TCPS)培養(yǎng)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞活性設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)值100％，以不含多壁碳納米管的水凝膠作為對(duì)照。結(jié)果如圖5所示，其中，各組未加細(xì)胞的水凝膠作為背景對(duì)照，用于減少培養(yǎng)基中酚紅對(duì)比色的影響，由圖5可知，含多壁碳納米管的水凝膠與不含多壁碳納米管的水凝膠在培養(yǎng)第1天和第5天細(xì)胞具有相似活性，證明多壁碳納米管對(duì)細(xì)胞沒(méi)有毒性。經(jīng)過(guò)5天的孵化，所有樣品的細(xì)胞活力均顯著增加，且不同濃度的多壁碳納米管對(duì)細(xì)胞活力沒(méi)有影響。

最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。