??靜電紡絲制備的再生絲素蛋白（RSF）纖維支架可誘導神經(jīng)細胞生長和再生。然而常規(guī)RSF纖維不具備導電性，對神經(jīng)細胞的分化沒有明顯促進作用。

近日，東華大學纖維材料改性國家重點實驗室張耀鵬、邵惠麗教授所領(lǐng)銜的生物質(zhì)材料成型與加工課題組成功地制備了石墨烯網(wǎng)絡鑲嵌修飾導電RSF纖維支架，該復合纖維支架展現(xiàn)優(yōu)異的導電性及水洗穩(wěn)定性，在恒定電壓條件下可促進大鼠腎上腺嗜鉻細胞瘤細胞（PC12）分化。相關(guān)研究成果以題為Graphenetrapped silk scaffolds integrate high conductivity and stability發(fā)表在Carbon。東華大學博士生張超與東華大學助理研究員范蘇娜為論文共同第一作者，張耀鵬教授與上海大學朱波教授為共同通訊作者。

圖1. 石墨烯網(wǎng)絡鑲嵌修飾的導電RSF支架及細胞電刺激裝置示意圖 

該團隊將靜電紡絲制備的初生RSF纖維支架浸漬于石墨烯/乙醇混合溶液中，如圖2所示。初生RSF纖維支架質(zhì)地疏松，且孔徑較大，因此在浸漬過程中，石墨烯會進入纖維之間的孔隙中。在乙醇的作用下，絲素蛋白會發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變和結(jié)晶，此時RSF纖維發(fā)生不可逆的徑向和軸向收縮，纖維間孔徑尺寸減小。而在支架干燥過程中，RSF纖維會進一步收縮，孔徑尺寸再次減小。最終，在RSF纖維的“縮骨”作用下，石墨烯被牢牢地“誘困”在纖維孔隙中，通過物理束縛在絲素纖維支架中形成了三維導電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

圖2.石墨烯網(wǎng)絡鑲嵌RSF支架的制備原理示意圖

研究表明，這種石墨烯網(wǎng)絡鑲嵌修飾的RSF纖維支架表現(xiàn)除了優(yōu)異的電性能，其表面電阻最小可達到54.9 ± 20.3 Ω/sq（圖3a和b）。在此基礎上，研究者們分別將雪旺（SCs）細胞和PC12細胞接種在石墨烯網(wǎng)絡鑲嵌RSF支架上。結(jié)果表明，在該支架上，SCs伸出了較長的細絲狀偽足，且在材料表面形成密集的互聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)（圖3c）；當在支架兩側(cè)施加一定電壓后，PC12細胞也開始分化，此時細胞軸突數(shù)目增多和軸突長度變長（圖3d）。

該方法設計巧妙，簡單易行，通過調(diào)控負載石墨烯的含量，可有效改善復合纖維支架的電性能，所制備的支架在誘導神經(jīng)細胞分化方面上顯示出了較好的潛力，并且有望擴展到其他應用領(lǐng)域，如皮膚電子、可穿戴傳感器和電子紡織品等。

圖3. （a）不同浸漬時間下的石墨烯網(wǎng)絡鑲嵌RSF支架的電性能，（b）類似工作的對比，（c）SCs在復合支架上的生長形態(tài)，（d）電壓刺激下PC12細胞在復合支架上的生長形態(tài)

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.03.042