阅读说明：本技术 具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架的制备方法 (Preparation method of bionic tissue engineering scaffold with photo-thermal responsiveness and controllable drug release ) 是由 李贵才 刘逸凡 慕函朔 刘毅恒 韩琦 梁佳琦 张林辉 刘恒全 张鲁中 杨宇民 于 2020-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架的制备方法,该支架包含具有促神经再生功能的可光控释放的生物活性分子,支架表面具有调控细胞取向性生长的各向异性拓扑结构,能较好地仿生神经再生的微环境。具体步骤如下：制备生物活性纳米颗粒；制备静电纺丝接收基底；配制高分子生物材料溶液,将生物活性纳米颗粒跟高分子生物材料溶液共混电纺；剥离支架,获得支架。本发明的支架具有优良的生物相容性、力学性能、智能响应性和药物控释性能,能够加速神经再生,解决长距离神经缺损修复效果不理想,功能恢复欠缺的问题。为神经损伤患者神经恢复不良提供理想的材料和制备方法。(The invention discloses a preparation method of a bionic tissue engineering scaffold with photo-thermal responsiveness and controllable drug release. The method comprises the following specific steps: preparing bioactive nanoparticles; preparing an electrospinning receiving substrate; preparing a high molecular biological material solution, and blending and electrospinning the bioactive nano-particles and the high molecular biological material solution; and stripping the stent to obtain the stent. The stent has excellent biocompatibility, mechanical property, intelligent responsiveness and drug controlled release performance, can accelerate nerve regeneration, and solves the problems of unsatisfactory long-distance nerve defect repair effect and deficient function recovery. Provides ideal material and preparation method for nerve recovery of nerve injury patients.)

具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架的制备 方法

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架的制备方法。

背景技术

周围神经损伤是临床常见的疾病，对缺损间隙较短者，可直接修复缺损用精密缝合或小间隙套管等等，但是对于长距离神经损伤，直接缝合不可行。目前，随着显微外科设备与技术的发展周围神经损伤的临床治疗效果不断提高，采用较多的方法是用组织工程移植物进行桥接，已被证明是修复周围神经损伤的有效方法，但是，其修复效果跟自体神经移植物相比，仍然存在差距，因此，亟需开发新型组织工程神经移植物。

研究发现，移植物表面拓扑结构对于调控细胞生长和组织再生具有重要影响作用。支架表面具有仿生拓扑结构不仅能够改变细胞形态与排列特征，还能够影响细胞的生长及功能的优点。拥有拓扑结构的生物材料更有利于细胞的生长，并且根据拓扑结构已经形成的拓扑取向性在支架上生长出来的细胞具有更好的取向性。在静电纺丝方法制成纳米纤维支架上形成微观拓扑结构，现已表明能够显著多种细胞在组织工程支架上的黏附、发育、生长和分化。该类表面拓扑化支架在神经再生中也有相关研究报导，但是单独的拓扑结构调控和促进神经再生的作用有限。

生物活性分子是一类具有促细胞粘附和生长等不同生物学功能的物质，可以是蛋白质、多肽、生长因子等等。将生物活性分子负载到移植物中对于细胞和组织再生具有显著的促进作用。目前，用于周围神经再生的生物活性分子种类较多，包括YIGSR，IKVAV，NGF，bFGF等，均可以较好地促进神经再生过程。但是，在植入体内后，移植物中的生物活性分子存在稳定性差，容易流失的问题，导致后期营养物质供应不足，从而造成远期植入失败和神经功能难以恢复。因此，实现生物活性分子的可控释放对于神经再生移植物的成败具有关键性作用。

智能响应性材料是一类功能性或智能性聚合物，可以在外界刺激(电、热、光、声、磁)作用下发生各种响应，比如弯曲，收缩、折叠，舒张或者爬行。智能响应性材料在提高肿瘤治疗效率、药物控释和体外诊断方面的研究颇多，但是，将其跟组织工程移植物结合实现移植物中药物的控制释放的研究还鲜有报道。对于植入式的人工移植物而言，智能响应性材料能够对于特定损伤部位进行远程药物控释治疗，同时还可以在外界刺激的作用下发生形变，实现远程自动调控移植物的形态和功能，便于构建具有复杂三维形态结构的移植物。从而患者带来了便利，降低了二次手术带来的风险。因此，智能响应性材料在组织工程领域具有极大的潜在应用价值。

综上可见，移植物表面拓扑结构同时内部负载可控释放的生物活性分子对于促进神经再生将具有显著效果，但是，目前还鲜有报导采用智能响应性材料实现生物活性分子控释的仿生拓扑化移植物用于周围神经损伤修复的相关研究。

发明内容

发明目的：针对现存问题及现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，构建一种内部包含智能响应性控释的生物活性分子且表面具有仿生微纳拓扑结构的人工神经移植物，以更好地实现加速神经再生的功能，为临床上周围神经损伤患者提供有益的选择。为此，本发明提供了一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架的制备方法。采用微模塑技术制备表面微纳拓扑化静电纺丝接收基底，将光热纳米粒子进行修饰后获得具有较好分散性且负载生物活性生物分子的光热纳米粒子，再将上述修饰过的光热纳米粒子跟高分子生物材料溶液共混均匀，利用静电纺丝技术将上述混合溶液电纺到表面具有微纳拓扑化结构的静电纺丝接收基底上去，获得内部包含智能响应性控释的生物活性分子且表面具有仿生微纳拓扑结构的人工神经移植物。该移植物表面具有各向异性微纳拓扑结构，不仅能够改变支架上神经细胞分布的形态与排列特征，而且能够影响神经细胞的功能。拥有拓扑结构的移植物更有利于细胞的迁移，引导神经细胞沿着已有的拓扑结构生长，从而加速组织的迁移和生长。同时，在近红外光照射下，内部光热纳米粒响应实现所负载生物活性分子的可控释放，利于神经再生移植物植入体内后的长期功能发挥和提高治疗效果。本发明通过光热刺激纳米粒子来控制释放生物活性因子的浓度以及各向异性拓扑结构在支架表面诱导神经细胞生长的协同作用，能够加速神经再生，解决目前长距离神经缺损修复效果不理想，功能恢复欠缺的问题。

技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架的制备方法，旨在更好地调控神经组织的迁移和生长，并提高神经再生移植物修复周围神经损伤的长期效果，为临床上周围神经损伤患者的治疗和康复提供重要参考。

具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架，所述支架本体材料为具有优异生物相容性的高分子生物材料；所述支架中包含具有促神经再生功能的可控释放的生物活性分子，所述生物活性分子由具有光热效应的纳米粒子进行负载；所述支架表面具有能调控细胞取向性生长和迁移的各向异性拓扑结构；所述支架能较好地仿生神经再生的微环境。

作为优化：所述的具有优异生物相容性的高分子生物材料是甲壳素、壳聚糖、海藻酸盐、胶原蛋白、聚己内酯(PCL)或者聚丙交酯(PLA)。

作为优化：所述的促神经再生功能的可控释放的生物活性分子是多糖、核酸、蛋白质、脂类、多肽或者生长因子。

作为优化：所述的具有光热效应的纳米粒子是碳纳米管、四氧化三铁或者金纳米粒子。

作为优化：所述的能调控细胞取向性生长和迁移的各向异性拓扑结构包括微观纳米拓扑结构、规则微纳米沟槽。

作为优化：所述的支架能较好地仿生神经再生的微环境包括胶质细胞、神经生长因子、细胞外基质。

所述的具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备负载有促神经再生功能的生物活性分子的生物活性纳米颗粒；

(2)配制高分子生物材料溶液，并将上述生物活性纳米颗粒跟高分子生物材料溶液共混后电纺

(3)利用微模塑法制备表面具有各向异性拓扑结构的静电纺丝接收基底；；

(4)采用静电纺丝法制备具有促神经再生功能的仿生拓扑化组织工程支架。

作为优化：所述步骤(1)中对光热纳米颗粒进行修饰的方法：可以采用盐酸多巴胺(DOPA)，京尼平，或氨丙基乙氧基硅烷偶联剂(APTE)对光热纳米颗粒进行包覆修饰。

作为优化：所述步骤(2)中生物活性纳米颗粒跟高分子生物材料溶液共混质量体积比的比例为1:100到1:10000。

作为优化：所述步骤(3)中微模塑法所用模具包括PDMS模具或者PMMA模具；所述静电纺丝接受基底可以为天然生物材料或者合成生物材料基底，该基底用微模塑法压印到盖玻片上成型。

以制备YR\[email protected]修饰的PCL/CS支架为例，该方法制备的仿生拓扑化组织工程支架，其中包含具有促神经再生功能的可控释放的生物活性分子多巴胺Dopa以及多肽YR，生物活性分子(多巴胺Dopa、多肽YR)由具有光热效应的纳米粒子碳纳米管进行负载；该利用微模塑法制备的静电纺丝接收板由壳聚糖沙蒿子混合胶压印获得，压印后的印章表面具有仿生拓扑化结构，因此电纺在壳聚糖沙蒿子印章的静电纺丝薄膜从壳聚糖沙蒿子印章上剥离下来以后使得支架表面能够具有各向异性拓扑结构；同时该方法制备的仿生拓扑化组织工程支架由高分子化学材料聚已内酯PCL和天然材料壳聚糖CS制备，借助高分子化学材料聚已内酯材料在静电纺丝技术下成纤维能力优良，纤维丝粗细程度均匀，其力学性能较强的情况，具有良好生物相容性等优点克服了壳聚糖材料单独进行静电纺丝时出现的难以维持有效的静电纺丝操作，导致壳聚糖纺丝出现成纤维能力差，纤维丝粗细程度不均匀，力学性能不足的情况。同时亦借助壳聚糖生物相容性优异，其表面具有细胞识别信号,与神经细胞亲和性高，使得发明的PCL壳聚糖混合支架在性能上稳定也更加利于周围神经细胞的再生研究。

具体包括如下步骤：

1.制备一种负载生物活性分子具有光热效应的纳米粒子，包括步骤如下：

(1)将配比是0.24g三羟甲基氨基乙烷Tris放入200ml的Milli-Q中充分搅拌，配制pH＝8.5的Tris溶液，若pH值低于8.5，用滴定NaOH的方法滴定Tris溶液至8.5；

(2)取多巴胺Dopa粉末加入到Tris溶液中配制聚多巴胺溶液，充分搅拌，待充分搅拌以后溶液变成红棕色后，把纳米粒子加入聚多巴胺溶液，每10mg纳米粒子加入1ml聚多巴胺溶液，并进行避光震荡反应72h及以上，并10000r/min离心，然后将剩下的沉淀放在烘干箱内烘干得到[email protected]；其中，Dopa与Tris溶液的配比是1ml的Tris溶液中加入2mg Dopa制取聚多巴胺溶液；

(3)将装有混合溶液的容器用锡纸包裹避光处理，容器口处用尖锐物戳几个洞保证空气中的氧气能够与溶液接触，锡纸包裹装有混合溶液的容器放入机械摇床中震荡，震荡后将溶液从摇床容器中弃上清液取出沉淀烘干；

(4)将烘干得到的[email protected]用Milli-Q清洗一遍，将清洗后的溶液放入离心机中离心，再将离心后的上清液弃去，烘干沉淀得到[email protected]粉末；

(5)将[email protected]粉末加入到DFO溶液和YR溶液的混合溶液中，把溶液放入机械摇床中震荡，震荡后再将溶液从摇床中取出放入离心机中离心，离心速度为10000r/min，时间为3min；其中，配制的DFO溶液浓度是200μg/ml，YR溶液浓度是200μg/ml，配制200μg/ml DFO溶液与200μg/ml YR溶液混合溶液的配比的体积比是1:1；1ml的DFO溶液和1ml的YR溶液混合溶液中可以把最多10mg [email protected]粉末加入，混合溶液需在机械摇床中震荡6h及以上，保证空气中的氧气能与溶液接触；

(6)将离心后的上清液弃去，把剩下的沉淀放入烘干箱内烘干，即可得到YR\[email protected]。

2.配制壳聚糖和沙蒿子溶液，包括步骤如下：

(1)将冰醋酸溶于水中，冰醋酸溶液的浓度为3％；其中，冰醋酸溶剂为水，冰醋酸和水的体积比为3：100；

(2)配置壳聚糖溶液：3％的冰醋酸溶液为壳聚糖的溶剂，壳聚糖溶液的浓度为3％，配置过程中，刚配置好的壳聚糖溶液需要搅拌，搅拌时间为24h；其中，壳聚糖和冰醋酸溶液的质量体积比为3：100；

(3)每5ml壳聚糖溶液中加入0.1g沙蒿子，刚配置好的壳聚糖和沙蒿子溶液需要搅拌，搅拌时间为24h，其中，沙蒿子和壳聚糖溶液的质量体积比为1：500；

(4)配置好的壳聚糖和沙蒿子溶液放入4度冰箱中密封保存。

3.制备静电纺丝接收板，包括步骤如下：

(1)用注射器滴出一滴壳聚糖和沙蒿子溶液于玻璃圆片上，将拓扑各向异性拓扑结构水凝胶压印在滴好溶液的玻璃圆片上，保证各向异性拓扑结构水凝胶与玻璃圆片之间的溶液没有气泡产生，产生气泡则将其挤压排出，压印好的各向异性拓扑结构水凝胶和玻璃圆片须在室温静置24h；其中，各向异性拓扑结构水凝胶的拓扑结构单位分别有10μm、30μm或50μm；

(2)将各向异性拓扑结构水凝胶和玻璃圆片分离。将剥离的玻璃圆片放入大皿中，再用溶液浓度为4％的NaOH溶液进行碱处理；

(3)用Milli-Q小心清洗玻璃圆片三次以上，直至清洗液经pH试纸检测为中性为止，清洗结束的玻璃圆片在真空干燥箱内晾干，晾干后光镜下观察，确认无误后干燥保存；在光镜下观察的拓扑结构应无大量小气泡出现，若出现大量小气泡，则表示上述碱处理步骤尚未完全充分，应进一步碱处理；

(4)将铝箔覆盖在硬纸板上，使接收板的表面具有导电性能，其导电物质为铝箔，其在背部用来连接电极，在接收板的正面贴上晾干保存的具有完整、清晰、无大量小气泡的带有各向异性拓扑结构的玻璃圆片，此接收板为电纺机的接收端。

4.利用静电纺丝技术，制备具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架，包括步骤如下：

(1)配制10wt％的PCL溶液，每1gPCL和10ml六氟异丙醇在室温下震荡搅拌1d后可取出保存；其中，PCL和六氟异丙醇溶液的质量体积比1:10；

(2)配制2wt％的CS溶液，每0.2gCS和10ml六氟异丙醇震荡搅拌1d后可取出保存；其中，CS和六氟异丙醇的质量体积比为1:50；

(3)将2wt％的CS溶液和10wt％的PCL溶液混匀，每5ml的PCL溶液与200μL的CS溶液的混合，PCL溶液与CS溶液混合体积比为25:1，溶液混匀在室温下进行，搅拌时间为1d；

(4)将制备好的PCL/CS溶液与YR\[email protected]粉末进行混匀，其中，YR\[email protected]粉末与PCL/CS混合溶液的质量体积比控制在0.01-5mg/mL范围之间；

(5)取上述混合溶剂放入静电纺丝发射端注射器内作为发射端；表面具有各向异性拓扑结构的玻璃圆片作为静电纺丝的接收端，调整好参数后进行电纺，电纺时针头和接收板的距离为15cm，电纺时电压为20.0kv，电纺时速度为0.160ml/h，电纺时所选取的针头应为19号针头，电纺时间为5h，电纺时的温度设定为室温；

(6)将纺好的带有支架的接收板取下，置于带有蒸馏水的玻璃皿中剥离纺丝膜支架，剥离纺丝的过程要在水中进行，空气中易牵扯破坏拓扑结构，剥离纺丝是将支架从接收板的玻璃圆片上分离，翻出带有拓扑结构的一面朝上放置于新的透明玻片上，剥离下来的支架要在烘干箱中烘干后保存，剥离后带有拓扑结构的玻璃圆片要在烘干箱中烘干后保存，带有拓扑结构的玻璃圆片烘干后，若未破坏拓扑结构，可多次重复循环利用。

技术效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点。

1.首次开发智能响应性生物材料并用于构建神经再生移植物，以实现神经组织损伤的治疗和修复，显著提高了组织工程神经移植物治疗神经损伤患者的成功率。

2.首次将负载有生物活性分子的光热纳米颗粒和仿生功能拓扑化联合构建具有生物活性分子释放可控的仿生化组织工程神经移植物，所用光热纳米颗粒具有快速热响应性可以实现对生物活性分子释放的实时远程控制，微纳拓扑结构可以调控和加速组织和细胞的迁移及生长，极大提高了神经移植物的生物功能性，更加利于临床上神经组织损伤患者的远期治疗和康复。

3.本发明的制备方法无毒，无害，绿色环保，简便可行，易于操作，近红外光照时间可调，照射过程中不会影响细胞和组织活性及实验结果的科学性。可以根据实际需要灵活改变光热纳米粒子的用量，以达到对生物活性分子不同释放速率的调控，通过电纺技术及生物材料成分参数的调控可以获得具有不同力学性能的生物材料支架，获得具有光热响应性和拓扑功能化的个性化组织工程神经移植物，以匹配不同患者的临床需求，从而实现神经组织工程和再生医学的个性化治疗和应用。

附图说明

图1为本发明的光热纳米粒子的修饰示意图；

图2为本发明的表面具有各向异性拓扑结构的拓扑制备示意图；

图3为本发明的静电纺丝制备具有生物活性的仿生神经支架示意图；

图4为本发明的修饰的MWCNT扫描电镜形貌图示意图；

图5为本发明的静电纺丝制备的神经支架表面形貌的光镜观察示意图；

图6为本发明的施万细胞在神经支架表面生长形态的荧光观察示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更全面地理解本发明，以下结合实例对本发明的技术方案进行进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书限定的范围。

具体实施例1

第一步制备一种负载生物活性分子具有光热效应的纳米粒子：

取三羟甲基氨基乙烷Tris配制PH＝8.5的Tris溶液，再取Dopa粉末加入到Tris溶液中配制聚多巴胺溶液，最后将50mg纳米粒子加入10ml聚多巴胺溶液。将装有混合溶液的容器用锡纸包裹避光、通风处理，放入机械摇床中震荡。震荡后将溶液从摇床容器中弃上清液取出沉淀烘干。再将烘干得到粉末用Milli-Q清洗一遍。再次离心后弃去上清液，烘干沉淀得到[email protected]粉末。将[email protected]粉末加入20ml DFO/YR混合溶液中，放入机械摇床中震荡。震荡后再将溶液从摇床中取出放入离心机中离心。最后，将上清液弃去，把沉淀烘干，即可得到YR\[email protected]。

第二步配制一种壳聚糖和沙蒿子溶液：

将冰醋酸溶于水中，配置浓度为3％冰醋酸溶液。将浓度为3％冰醋酸溶液作为壳聚糖的溶剂，加入壳聚糖粉末，7g壳聚糖加入100ml浓度为3％的冰醋酸溶液，用保鲜膜封住烧杯口，在磁力搅拌器上搅拌24h。再将壳聚糖溶液中加入2g沙蒿子，搅拌24h。将配好的壳聚糖和沙蒿子溶液放入4℃冰箱中密封保存。

第三步制备一种具有各向异性拓扑结构的静电纺丝接收板：

用注射器滴出一滴壳聚糖和沙蒿子溶液于玻璃圆片上，将各向异性拓扑结构，拓扑结构宽度为30μm的水凝胶压印在滴好溶液的玻璃圆片上，室温静置24h。24h后将各向异性拓扑结构水凝胶和玻璃圆片分离。将取下的玻璃圆片放入大皿中，用4％NaOH溶液进行碱处理15min。再用Milli-Q小心清洗玻璃圆片三次以上至中性为止，晾干后光镜下观察，确认无误后干燥保存。将铝箔覆盖在硬纸板上，其在背部用来连接电极。在铝箔板正面贴上带有各向异性拓扑结构的玻璃圆片。此接收板为电纺机的接收端。

第四步利用静电纺丝技术，制备一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架：

首先将拓扑结构距离为10μm的壳聚糖沙蒿子电纺接收板连接于电极，然后将YR\[email protected]/CS混合溶液(10wt％PCL和2wt％CS体积比为50:1)注入静电纺丝专用注射器中，电纺参数：电压20kV，针头到接收板的距离为15cm，推速为0.160ml/h，时间为5h。电纺结束后在蒸馏水中将YR/[email protected]/CS支架从玻片剥离，剥离后放于烘干箱中烘干，获得表面具有具有促神经再生功能的仿生拓扑化组织工程支架。

具体实施例2

第一步制备一种负载生物活性分子具有光热效应的纳米粒子：

取三羟甲基氨基乙烷Tris配制PH＝8.5的Tris溶液，再取Dopa粉末加入到Tris溶液中配制聚多巴胺溶液，最后将100mg纳米粒子加入10ml聚多巴胺溶液。将装有混合溶液的容器用锡纸包裹避光、通风处理，放入机械摇床中震荡。震荡后将溶液从摇床容器中弃上清液取出沉淀烘干。再将烘干得到粉末用Milli-Q清洗一遍。再次离心后弃去上清液，烘干沉淀得到[email protected]粉末。将[email protected]粉末加入20ml DFO/YR混合溶液中，放入机械摇床中震荡。震荡后再将溶液从摇床中取出放入离心机中离心。最后，将上清液弃去，把沉淀烘干，即可得到YR\[email protected]NT。

第二步配制一种壳聚糖和沙蒿子溶液：

将冰醋酸溶于水中，配置浓度为3％冰醋酸溶液。将浓度为3％冰醋酸溶液作为壳聚糖的溶剂，加入壳聚糖粉末，3g壳聚糖加入100ml浓度为3％的冰醋酸溶液，用保鲜膜封住烧杯口，在磁力搅拌器上搅拌24h。再将壳聚糖溶液中加入2g沙蒿子，搅拌24h。将配好的壳聚糖和沙蒿子溶液放入4℃冰箱中密封保存。

第三步制备一种具有各向异性拓扑结构的静电纺丝接收板：

用注射器滴出一滴壳聚糖和沙蒿子溶液于玻璃圆片上，将各向异性拓扑结构，拓扑结构宽度为10μm的水凝胶压印在滴好溶液的玻璃圆片上，室温静置24h。24h后将各向异性拓扑结构水凝胶和玻璃圆片分离。将取下的玻璃圆片放入大皿中，用4％NaOH溶液进行碱处理15min。再用Milli-Q小心清洗玻璃圆片三次以上至中性为止，晾干后光镜下观察，确认无误后干燥保存。将铝箔覆盖在硬纸板上，其在背部用来连接电极。在铝箔板正面贴上带有各向异性拓扑结构的玻璃圆片。此接收板为电纺机的接收端。

第四步利用静电纺丝技术，制备一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架：

首先将拓扑结构距离为30μm的壳聚糖沙蒿子电纺接收板连接于电极，然后将YR\[email protected]/CS混合溶液(10wt％PCL和2wt％CS体积比为25:1)注入静电纺丝专用注射器中，电纺参数：电压20kV，针头到接收板的距离为15cm，推速为0.160ml/h，时间为5h。电纺结束后在蒸馏水中将YR/[email protected]/CS支架从玻片剥离，剥离后放于烘干箱中烘干，获得表面具有具有促神经再生功能的仿生拓扑化组织工程支架。

具体实施例3

第一步制备一种负载生物活性分子具有光热效应的纳米粒子：

取三羟甲基氨基乙烷Tris配制PH＝8.5的Tris溶液，再取Dopa粉末加入到Tris溶液中配制聚多巴胺溶液，最后将150mg纳米粒子加入10ml聚多巴胺溶液。将装有混合溶液的容器用锡纸包裹避光、通风处理，放入机械摇床中震荡。震荡后将溶液从摇床容器中弃上清液取出沉淀烘干。再将烘干得到粉末用Milli-Q清洗一遍。再次离心后弃去上清液，烘干沉淀得到[email protected]粉末。将[email protected]粉末加入20ml DFO/YR混合溶液中，放入机械摇床中震荡。震荡后再将溶液从摇床中取出放入离心机中离心。最后，将上清液弃去，把沉淀烘干，即可得到YR\[email protected]。

第二步配制一种壳聚糖和沙蒿子溶液：

将冰醋酸溶于水中，配置浓度为3％冰醋酸溶液。将浓度为3％冰醋酸溶液作为壳聚糖的溶剂，加入壳聚糖粉末，5g壳聚糖加入100ml浓度为3％的冰醋酸溶液，用保鲜膜封住烧杯口，在磁力搅拌器上搅拌24h。再将壳聚糖溶液中加入2g沙蒿子，搅拌24h。将配好的壳聚糖和沙蒿子溶液放入4℃冰箱中密封保存。

第三步制备一种具有各向异性拓扑结构的静电纺丝接收板：

用注射器滴出一滴壳聚糖和沙蒿子溶液于玻璃圆片上，将各向异性拓扑结构，拓扑结构宽度为50μm的水凝胶压印在滴好溶液的玻璃圆片上，室温静置24h。24h后将各向异性拓扑结构水凝胶和玻璃圆片分离。将取下的玻璃圆片放入大皿中，用4％NaOH溶液进行碱处理15min。再用Milli-Q小心清洗玻璃圆片三次以上至中性为止，晾干后光镜下观察，确认无误后干燥保存。将铝箔覆盖在硬纸板上，其在背部用来连接电极。在铝箔板正面贴上带有各向异性拓扑结构的玻璃圆片。此接收板为电纺机的接收端。

第四步利用静电纺丝技术，制备一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架：

首先将拓扑结构距离为50μm的壳聚糖沙蒿子电纺接收板连接于电极，然后将YR\[email protected]/CS混合溶液(10wt％PCL和2wt％CS体积比为25:1)注入静电纺丝专用注射器中，电纺参数：电压20kV，针头到接收板的距离为15cm，推速为0.160ml/h，时间为5h。电纺结束后在蒸馏水中将YR/[email protected]/CS支架从玻片剥离，剥离后放于烘干箱中烘干，获得表面具有具有促神经再生功能的仿生拓扑化组织工程支架。

具体实施例4

第一步制备一种负载生物活性分子具有光热效应的纳米粒子：

(1)首先取三羟甲基氨基乙烷Tris配制PH＝8.5的Tris溶液，接着取Dopa粉末加入到Tris溶液中配制聚多巴胺溶液，把纳米粒子加入聚多巴胺溶液

(2)然后将混合溶液的容器用锡纸包裹避光、通风处理，放入机械摇床中震荡，震荡后将溶液从摇床容器中弃上清液取出沉淀烘干。再然后将烘干得到粉末用Milli-Q清洗一遍。再次离心后弃去上清液，烘干沉淀得到[email protected]粉末

(3)将[email protected]粉末加入DFO溶液和的YR溶液的混合溶液中，放入机械摇床中震荡，震荡后再将溶液从摇床中取出放入离心机中离心。最后，将上清液弃去，把沉淀烘干，即可得到YR\[email protected]

第二步配制一种壳聚糖和沙蒿子溶液：

(1)将冰醋酸配置成3％的冰醋酸溶液。

(2)取出壳聚糖粉末，以壳聚糖为溶质，3％冰醋酸溶液为溶剂按照配比放入烧杯，放入转子，并用保鲜膜封住烧杯口，防止乙酸挥发。将烧杯放入磁力搅拌器搅拌24h，配置3％的壳聚糖溶液。

(3)24h后取出搅拌好的溶液，取出沙蒿子。在溶液中加入沙蒿子。继续用磁力搅拌器搅拌24h，以保鲜膜封住烧杯口。配置成所需的CS+SA溶液。并将配置好的溶液放入4度冰箱里保存。

第三步制备一种具有各向异性拓扑结构的静电纺丝接收板：

(1)将配制好的CS+SA溶液吸入到1ml的注射器里。利用注射器滴一滴溶液于玻璃圆片上。随后将各向异性拓扑结构水凝胶覆盖于玻璃圆片上压印CS+SA溶液，同时保证各向异性拓扑结构水凝胶与玻璃圆片之间的溶液没有气泡产生。随后置于空气中，室温静置24h。

(2)在24h后，将各向异性拓扑结构水凝胶和玻璃圆片分离。此时，CS+SA溶液已经凝固成具有各向异性拓扑结构并附着在玻璃圆片上。

(3)将取下的玻璃圆片放入大皿中，用4％NaOH溶液小心浸没玻璃圆片处理，NaOH溶液浸泡玻璃圆片半小时，再用三蒸水小心清洗玻璃圆片三次以上，直至清洗液经pH试纸检测为中性为止，而后晾干保存备用即成具有各向异性拓扑结构的静电纺丝接收板。

第四步利用静电纺丝技术，制备一种具有光热响应性的可控药物释放的仿生组织工程支架：

(1)准备铝箔和硬纸板，将铝箔覆盖包裹硬纸板，铝箔板即为接收板，取出保存的带有各向异性拓扑结构的玻璃圆片，将带有各向异性拓扑结构一面朝外，玻片背面粘附在接收板表面，即静电纺丝接收板制作完成，可直接作为电纺机的接收端。

(2)配置10wt％的PCL，PCL和六氟异丙醇质量体积比1:10，震荡搅拌1d。再配置2wt％CS，CS和六氟异丙醇质量体积比1:50，震荡搅拌1d后取出。

(3)将2wt％CS和10wt％的PCL在室温下混匀，配比为5ml 10wt％PCL和200μL2％wtCS放于摇床震荡，震荡搅拌1d后取出。

(4)将制备好的PCL/CS溶液与YR\[email protected]粉末进行混匀搅拌，确保其搅拌充分

(5)在超净台中，将具有各向异性拓扑结构静电纺丝的接收板摆放至静电纺丝机的接收端，接收板连于电极；与此同时将上述混合溶剂注于静电纺丝专用注射器中，即为静电纺丝机的发射端，此时静电纺丝机发射端、接收端皆已经组装完毕，调整好发射端的推进速度且确认整个机器组装无误后拉下超净台防护罩，接通电源开始静电纺丝过程。

(6)静电纺丝持续5h后关闭仪器，将纺好的带有仿生拓扑化组织工程支架的接收板取下，在放有蒸馏水的玻璃皿中剥离支架与接收板，剥离切勿粗暴拉扯，以免剥离过程中破坏了支架上已经具有的拓扑化结构或者导致其变形。剥离后的支架置于提前放置在玻璃皿中的透明圆玻片上。将支架从水中取出，在室温下晾干保存，获得支架内具有促神经再生功能生物活性分子、支架表面具有仿生拓扑化结构的组织工程支架。