[发明专利]一种石墨烯基聚合物复合神经导管及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯基聚合物复合神经导管的制备方法，包括如下步骤：（1）氧化石墨烯制备：第一阶段：制备得到膨胀石墨；第二阶段：制备得到高浓度氧化石墨烯分散液；（2）打印墨水制备：海藻酸钠溶液为打印墨水一；石墨烯分散液加入乙二胺溶液为打印墨水二；（3）3D打印rGO导管：采用同轴双材料3D打印针头，墨水一通过3D打印机的主打印针头流出，墨水二通过副打印针头流出，形成宏观三维rGO导管，冷冻干燥后备用；（4）石墨烯基聚合物管的制备：将rGO导管进行烧灼还原，将聚合物溶解在二氯甲烷中，将rGO导管泡制在上述液体中，浸泡一段时间后将rGO导管捞出，自然条件下风干，石墨烯基聚合物复合神经导管制备完成。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，涉及一种石墨烯基聚合物复合神经导管及其制备方法。

背景技术

周围神经在运动和感觉神经系统中起着支持结构稳定性的重要作用，它的破坏会导致患者瘫痪和必要功能的丧失，每年周围神经损伤的人数都在增加，对人类的健康构成极大威胁。目前，自体神经移植是治疗严重周围神经缺损的金标准，但是，自体移植具有极大的限制，如供体严重不足，对供体部位会造成不可避免的继发性损害等。因此，人工神经修复导管成为了现代医学研究的热点。

良好的神经植入物应具有以下几点特征：1.良好的神经相容性，可以允许神经细胞的粘附、增殖和迁徙；2.良好的机械性能；3.具有分层微结构，模拟细胞外基质功能；4.具有良好的电生理特性。但单一材料难以满足以上特性，所以人们开发了多种复合材料，其中聚合物和石墨烯材料的复合尤为重要。

石墨烯材料被证明具有良好的生物相容性及导电性，但目前，其在神经导管的应用中多数以其他材料为主体，石墨烯为添加材料混合进打印墨水中，或者作为涂料涂布在其他材料做成的神经导管表面，其导电网络的搭载取决于石墨烯片与片之间的随机性堆叠，多孔结构主要来自制备工艺（静电纺丝或者打印模具等），这大大降低了石墨烯材料在神经组织工程材料上的应用性和可加工性，因此，研发一种以石墨烯三维网络管状结构为主体其他聚合物材料为辅助材料的神经导管尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种石墨烯基聚合物复合神经导管及其制备方法。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种石墨烯基聚合物复合神经导管的制备方法，包括如下步骤：

（1）氧化石墨烯制备

第一阶段：向浓硫酸中边搅拌边缓慢加入硝酸铵和醋酸钠，再在混合液中加入鳞片石墨，浓硫酸、硝酸铵、醋酸钠和鳞片石墨的摩尔比为0.15-0.2：0.5-0.8：0.2-0.4：1，在30-50℃水浴环境中搅拌30-50min；将反应溶液倒入去离子水中，抽滤，得到固体产物；将上述固体产物烘干，然后进行高温加热，升温速率为60-120s内加热至900-1050℃，然后自然降温，得到膨胀石墨，备用；

第一阶段在硫酸根、硝酸根、醋酸根的插层作用下，石墨层间形成石墨插层化合物，在这个过程中，存在于石墨插层化合物中的含氧分子或官能团，在急剧升温的作用下分解或挥发逸出，使部分石墨层间克服分子间作用力间距变大，形成体积增加率达到数百倍以上的膨胀石墨。

第二阶段：向浓硫酸中缓慢加入高锰酸钾和五氧化二磷，再在混合液中加入上述膨胀石墨，浓硫酸、高锰酸钾、五氧化二磷和膨胀石墨的摩尔比为8-10：0.2-0.4：0.2-0.4：1，40-60℃下水浴并持续搅拌4-6 h，然后将反应溶液倒入去离子水中，加入过氧化氢溶液，过氧化氢的加入量为膨胀石墨摩尔量的2.0-2.5‰，再加入稀盐酸将溶液pH值调节至6.5-7.5，加入去离子水离心洗涤，得到高浓度氧化石墨烯分散液，备用；

第二阶段为氧化反应阶段，膨胀石墨逐渐接枝含氧基团，使膨胀石墨的层间距逐渐增大，最终得到氧化石墨烯。

（2）打印墨水制备