CN114892311B - 一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用，所述海藻酸盐纤维的制备方法包括如下步骤：将巯基化的海藻酸盐的溶液和含有共轭双键的明胶的溶液混合，得到纺丝原液，将纺丝原液进行纺丝和交联，得到所述海藻酸盐纤维。本发明所述方法制备的海藻酸盐纤维具有纳米量级的取向拓扑形貌，而纤维直径在微米量级，很好地平衡了纳米‑微米两种拓扑结构对细胞行为的尺寸效应影响。此外，本发明所述海藻酸盐纤维可以作为生物医药材料，支持神经干细胞增殖。

Description

一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用。
背景技术
海藻酸盐是一种重要的海洋生物材料，尤其是其可以与金属阳离子发生耦合得到快速固化的水凝胶，在生物医用领域具有广泛应用。生物纤维是具有生物活性和功能的纤维材料。现阶段，利用生物材料制备生物纤维主要有静电纺丝和湿法纺丝两种方案。湿法纺丝技术重要的纺丝工艺技术，具体的是将原液从喷丝孔压出形成细流，流体在凝固液中成型为纤维。可以利用湿法纺丝技术制备海藻酸盐纤维或海藻酸盐复合纤维。现有的海藻酸盐纤维或海藻酸盐复合纤维已有广泛报道，其纤维直径在微米量级。静电纺丝是将聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝从而从针头延伸处得到聚合物纤维，其纤维直径在纳米量级。对于海藻酸盐而言，可以利用湿法纺丝或静电纺丝得到不同直径的生物纤维。
CN109021256A公开了一种杂化交联和预拉伸获得低溶胀高强度水凝胶的制备方法。其公开的制备方法首先将硅酸钠与丙烯酰胺及海藻酸钠一起溶于水，引发丙烯酰胺聚合，经钙离子交联在水凝胶中原位生成硅酸钙纳米粒子。硅酸钙与海藻酸分子链之间通过钙离子交联形成有机-无机杂化结构，这些杂化结构提高了海藻酸盐凝胶网络的稳定性，增强了海藻酸盐网络与聚丙烯酰胺网络之间的“纠缠作用”，分担承载网络变形所转移的应力，提高杂化水凝胶的强度，降低其在生理环境下的溶胀。利用葡萄糖酸-δ-内酯水解释放的氢离子与硅酸钙反应，生成表面含介孔硅胶的硅酸钙。经过预拉伸处理使水凝胶中的纳米粒子和聚合物取向，进一步提高杂化水凝胶的强度。但是其公开的海藻酸盐型水凝胶不涉及取向的设计，无法调节不同直径，获得不同的生理功能。
CN106913393A公开了一种具有诱导神经再生活性的人工神经支架，其公开的神经支架包含“双层神经导管”、“取向纳米纤维束”、“天然高分子粘合剂”三个部件，是在“取向纳米纤维束”的外面直接制备“双层神经导管”，然后将“天然高分子粘结剂”灌注于“取向纳米纤维束”空隙中制得。“取向纳米纤维束”由双组份纳米纤维膜卷制而成，稀疏排列的纳米纤维束有利于神经细胞长入；神经导管“外层”由疏水性较强的致密纳米纤维膜管构成，可防止结缔组织长入，“内层”由双组份纳米纤维膜管构成，有利于毛细血管的重建；“天然高分子粘合剂”是由天然高分子材料制得的水溶液，可添加干细胞，但是其公开的人工神经支架中涉及的“取向纳米纤维束”难以平衡“纳米量级”和“微米量级”的关系。
目前，生物纤维具有良好的取向，不同直径的生物纤维在生理功能上具有不同的适用机理。微米量级直径的生物纤维可以帮助细胞增殖而纳米量级的生物纤维具有调控细胞分化行为的作用。但是现有的海藻酸盐基纤维难以平衡上述两者的关系。
综上所述，开发一种能平衡上述二者关系的海藻酸盐纤维至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种海藻酸盐纤维及其制备方法和应用，所述方法制备的海藻酸盐纤维能平衡“纳米量级”和“微米量级”的关系，可作为生物医用材料发挥作用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种海藻酸盐纤维的制备方法，所述海藻酸盐纤维的制备方法包括如下步骤：
将巯基化的海藻酸盐的溶液和含有共轭双键的明胶的溶液混合，得到纺丝原液，将纺丝原液进行纺丝和交联，得到所述海藻酸盐纤维。
本发明中，将巯基化的海藻酸盐(Alg-SH)和含有共轭双键的明胶(Gel-ene)这两种可以发生化学反应的物质作为纺丝原液。由于Alg-SH的修饰位点在海藻酸盐侧链，不影响海藻酸盐的离子交联作用。因此纺丝原液仍然可以进行湿法纺丝，同时在得到纤维后，可以进行化学交联，得到了所述的海藻酸盐纤维，化学交联共价作用使得该纤维具有更好的力学性能和稳定性。
本发明中，修饰后的海藻酸盐和修饰后的明胶混合溶液与未修饰的海藻酸盐-明胶混合溶液相比，溶液在被挤出时会发生自组装，形成特殊的表面具有取向拓扑结构的纤维。
本发明所述纺丝可以选择湿法纺丝或静电纺丝。
优选地，所述巯基化的海藻酸盐的制备方法包括如下步骤：
将海藻酸盐活化处理40min-4h(例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h等)后，添加含有氨基的巯基试剂，巯基试剂中氨基与海藻酸盐中的羧基发生缩合反应，得到所述巯基化的海藻酸盐。
本发明中，所述方法制备的巯基化的海藻酸盐，具有良好的水溶性和更好的生物安全性。
优选地，所述含有氨基的巯基试剂包括半胱氨酸和/或乙酰半胱氨酸。
本发明所述含有氨基的巯基试剂是氨基酸或氨基酸衍生物，具有更好的生物相容性。
优选地，所述海藻酸盐在活化处理时还包括活化剂。
优选地，所述活化剂包括1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和/或N-羟基琥珀酰亚胺。
优选地，所述含有共轭双键的明胶的制备方法包括如下步骤：
将明胶溶液和共轭双键试剂或共轭双键试剂溶液混合，进行反应，得到所述含有共轭双键的明胶。
本发明中，所述方法制备的含有共轭双键的明胶，具有良好的水溶性。
优选地，所述共轭双键试剂包括甲基丙烯酸酐和/或马来酸酐。
本发明所述共轭双键试剂无需溶于水，反应简单。
优选地，所述明胶溶液的溶剂包括水。
优选地，所述共轭双键试剂溶液的溶剂包括丙酮。
优选地，所述共轭双键试剂与明胶的质量比为1：(1-20)，其中，1-20可以为2、4、6、8、10、12、14、16、18等。
优选地，所述反应的温度为25-65℃(例如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃等)，反应的时间为2-24h(例如4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h等)。
优选地，所述巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的质量比为(1-9):3，其中，1-9可以为2、4、6、8等；
所述纺丝原液中，巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的总质量浓度为50-400mg/mL，例如60mg/mL、80mg/mL、100mg/mL、120mg/mL、140mg/mL、160mg/mL、180mg/mL、200mg/mL、250mg/mL、300mg/mL、350mg/mL等。
本发明中，控制所述巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的质量比为(1-9):3，此比例范围内纤维强度和取向形貌优异，二者的质量比太高纤维强度低；二者的质量比太低纤维取向差。
本发明中，所述纺丝原液中，控制巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的总质量浓度在50-200mg/mL范围的原因是：质量浓度偏高则纺丝液不易挤出；质量浓度偏低则纤维强度和取向形貌差。
优选地，所述纺丝和交联在凝固浴中进行；
所述凝固浴的浴液包括二价盐。
优选地，所述凝固浴的浴液包括二价盐。
本发明所述海藻酸盐可在凝固浴中与二价盐中的阳离子发生螯合交联，属于离子交联。
优选地，所述凝固浴的浴液包括钙盐。
优选地，所述凝固浴的浴液包括氯化钙和/或硫酸钙。
优选地，所述凝固浴的浴液的浓度为0.1-5mg/mL，例如0.5mg/mL、1mg/mL、1.5mg/mL、2mg/mL、2.5mg/mL、3mg/mL、3.5mg/mL、4mg/mL、4.5mg/mL等。
优选地，所述纺丝的操作具体包括：将纺丝原液通过注射器挤出至凝固浴中；
所述注射器的针头的内径为100-300μm，例如100μm、120μm、140μm、160μm、180μm、200μm、220μm、240μm、260μm、280μm、300μm等。
本发明所述纺丝原液(Alg-SH与Gel-ene混合液)与单纯的Alg-Gel相比，溶液的流变行为发生改变，表现在黏度降低和剪切增稠型。低黏度的流体他可以通过直径更细的针头，因此本发明是中纤维直径可以达到100μm及以上，溶液在纺丝的过程中会发生高分子自组装行为，表现在宏观上，纤维表面出现因自组装产生的取向拓扑结构。
本发明中，所述注射器的针头的体积为1-5mL，例如1mL、2mL、5mL等。
所述注射器的针头的直径与规格相匹配，示例性地，所述注射器的针头的规格为18G、20G、21G、22G、23G、25G、27G、30G或32G中的任意一种，进一步优选30G、32G或27G。
优选地，所述纺丝原液中还包括光引发剂。
优选地，所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和/或苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基次膦酸锂。
优选地，所述光引发剂在纺丝原液中的质量浓度为0.1-2mg/mL，例如0.2mg/mL、0.4mg/mL、0.6mg/mL、0.8mg/mL、1.0mg/mL、1.2mg/mL、1.4mg/mL、1.6mg/mL、1.8mg/mL等。
优选地，所述交联包括离子交联和/或化学交联；
所述离子交联在凝固浴中纺丝时同步完成；
所述化学交联在紫外光照射下进行。
本发明中，所述交联的方式包括在凝固浴中鳌合交联(即离子交联)和/或在紫外光照下交联(化学交联)。
本发明中，所述修饰后的海藻酸盐和明胶可以发生离子交联和化学交联。
优选地，所述离子交联和化学交联的时间各自独立地≤1min，例如0.8min、0.6min、0.4min、0.2min等。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述方法制备的海藻酸盐纤维，所述海藻酸盐纤维包括巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的交联产物；
所述海藻酸盐纤维的直径为微米级；
所述海藻酸盐纤维表面具有纳米量级有序拓扑形貌，所述拓扑形貌为纤维表面具有沟壑结构的轴向形貌。
本发明所述海藻酸盐纤维具有纳米量级的取向拓扑形貌，而纤维直径在微米量级，很好地平衡了纳米-微米两种拓扑结构对细胞行为的尺寸效应影响，还具有良好的力学强度。
优选地，所述海藻酸盐纤维的直径为100-1000μm，例如100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm等。
本发明控制海藻纤维的直径在此范围内的原因为：纤维制备工艺中挤出针头直径所限；直径太长，所述纳米量级表面拓扑形貌丧失；直径太短，所述纤维难以通过注射器挤出。
优选地，所述沟壑的深度为100-300nm，例如120nm、140nm、160nm、180nm、200nm、220nm、240nm、260nm、280nm等。
本发明控制海藻纤维的沟壑的深度通过纤维挤出速度调控，挤出速度快则沟壑的深度深；挤出速度过慢则沟壑的深度浅。
优选地，所述沟壑的宽度为100-300μm，例如120μm、140μm、160μm、180μm、200μm、220μm、240μm、260μm、280μm等。
本发明控制海藻纤维的沟壑的宽度通过纤维制备工艺调控；纤维直径大，挤出速度慢则沟壑的宽度宽；纤维直径小，挤出速度快则沟壑的宽度窄。
第三方面，本发明提供一种细胞培养装置，所述细胞培养装置包括第一方面所述的海藻酸盐纤维。
第四方面，本发明提供一种细胞培养方法，所述细胞培养方法利用第一方面所述的海藻酸盐纤维作为细胞培养基底培养神经干细胞或其他细胞。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述方法制备的海藻酸盐纤维的直径在100-300μm范围内可调整，沟壑深度在250nm范围内，沟壑宽度在20μm范围内，本发明所述海藻酸盐纤维具有纳米量级的取向拓扑形貌，而纤维直径在微米量级，很好地平衡了纳米-微米两种拓扑结构对细胞行为的尺寸效应影响。
(2)本发明所述方法制备的海藻酸盐纤维可以作为生物医药材料，支持神经干细胞增殖。
(3)本发明所述方法制备的海藻酸盐纤维在形成凝胶时具备优异的力学性能。
附图说明
图1是实施例1所述海藻酸盐纤维中巯基化的海藻酸盐和对比例1所述的未巯基化的海藻酸盐的红外光谱对比图；
图2是实施例1所述海藻酸盐纤维中含有共轭双键的明胶和对比例1所述的不含有共轭双键的明胶的红外光谱对比图；
图3是实施例1所述的双交联的海藻酸盐纤维的外观图；
图4是实施例1所述的双交联的海藻酸盐纤维的外观放大图；
图5是实施例1所述的双交联的海藻酸盐纤维的扫描电镜观察的表面形貌图；
图6是实施例1所述的双交联的海藻酸盐纤维的扫描电镜观察的截面形貌图；
图7是实施例1所述的双交联的海藻酸盐纤维的原子力显微镜观察的结果统计图；
图8是神经干细胞在实施例1所述的双交联的海藻酸盐纤维融合(Merge)的表面生长图；
图9是实施例1和对比例1所述海藻酸盐纤维中的核心组分的流变图；
图10是实施例1和对比例1所述海藻酸盐纤维中的核心组分的力学性能图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种海藻酸盐纤维，所述海藻酸盐纤维为巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的双交联产物，交联方式为离子交联。
所述海藻酸盐纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)巯基化的海藻酸盐的制备
海藻酸钠(2.5g)悬浮于100mL去离子水中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基(EDC，300mg)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS，900mg)，用0.1mol NaOH持续调节pH至5-6.5，使羧基活化4h。然后加入L-半胱氨酸，在45℃搅拌12h进行酰胺化反应，用2.5％NaCl和0.5％NaCl透析2d，去离子水透析2d，冷冻干燥，得到巯基化的海藻酸盐，4℃储存备用。
(2)含有共轭双键的明胶的制备
将明胶(2g)悬浮于200mL去离子水中，37℃溶解后，向溶液中添加EDC(300mg)和NHS(900mg)，并用0.1mol NaOH/HCl连续调节pH至5-6.5，活化羧基4h。加入甲基丙烯酰胺1g，在37℃搅拌过夜，用2.5％NaCl和0.5％NaCl透析1d，去离子水透析2d，冷冻干燥，得到含有共轭双键的明胶，4℃储存备用。
(3)海藻酸盐纤维的制备
将巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶按照质量比为1:1在离子水中混合，在混合溶液中加入质量体积比为0.05％的光引发剂2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮，得到纺丝原液，其中，巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶在纺丝原液中的总质量浓度为100mg/mL，光引发剂的质量浓度为0.05％，将纺丝原液吸入到注射器，通过30G(内径为160μm)点胶针头将纺丝原液挤入到0.2％的CaCl2凝固浴中，纺丝，得到所述海藻酸盐纤维。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于所述海藻酸盐纤维为巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的离子-化学双交联产物，二者制备方法的区别在于本实施例吧纺丝过程中，使用365nm紫外光照射挤出的纤维，即可得到所述海藻酸盐纤维(离子交联和化学交联双交联)，其余均与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于将实施例2中获得的海藻酸盐纤维浸泡到碱性溶液中，再重新浸泡到0.2％的CaSO4固化液中，反复10次。其余均与实施例3相同。
实施例4-9
实施例4-9与实施例2的区别在于所述点胶针头的规格不同，分别为27G(实施例4)、23G(实施例5)、22G(实施例6)、21G(实施例7)、20G(实施例8)和18G(实施例9)，各自对应的内径为210μm、340μm、420μm、520μm、610μm和920μm，其余均与实施例2相同。
对比例1
本对比例提供一种海藻酸盐纤维，所述海藻酸盐纤维的制备原料包括未巯基化的海藻酸盐和不含有共轭双键的明胶的混合物。
所述海藻酸盐纤维的制备方法包括如下步骤：
将巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶按照质量比为1:1在离子水中混合，在混合溶液中加入质量体积比为0.05％的光引发剂2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮，得到质量浓度为100mg/mL的纺丝原液，将纺丝原液吸入到注射器，通过30G点胶针头将纺丝原液挤入到0.2％的CaCl2凝固液中，纺丝，得到所述海藻酸盐纤维。
性能测试
1、将实施例1-9和对比例1所述海藻酸盐纤维进行如下测试：
(1)扫描电镜：记录海藻酸盐纤维的直径及其沟壑的深度的宽度，以及海藻酸盐纤维的形貌。
(2)红外测试：证明巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的成功制备。
测试结果汇总于表1和图1-8中。
表1
纤维直径(μm) 沟壑深度(nm) 沟壑宽度(μm)
实施例1 100 250 20
实施例2 100 250 20
实施例3 100 250 20
实施例4 200 250 20
实施例5 300 250 20
实施例6 400 无 无
实施例7 500 无 无
实施例8 600 无 无
实施例9 900 无 无
对比例1 300 无 无
分析表1数据可知，本发明实施例1-5中所述海藻酸盐纤维的直径在100-300μm范围内，沟壑深度在250nm范围内，沟壑宽度在20μm范围内，本发明所述海藻酸盐纤维具有纳米量级的取向拓扑形貌，而纤维直径在微米量级，很好地平衡了纳米-微米两种拓扑结构对细胞行为的尺寸效应影响。
分析对比例1与实施例1可知，对比例1性能不如实施例1，证明以巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶形成的海藻酸盐纤维性能更佳。
分析实施例4-8与实施例2可知，实施例6-9所述海藻酸盐纤维无法形成沟壑，证明在纺丝中，选择合适规格的注射器针头，注射器针头的内径控制在100-300μm，进一步优选100-200μm内更利于形成能够平衡纳米-微米两种拓扑结构的海藻酸盐纤维。
分析图1可知，与未巯基化的海藻酸盐(Alg)相比，巯基化的海藻酸盐(Alg-SH)的红外光谱在2600-2550cm-1波数处出现特征但不明显的吸收峰，这是巯基中S-H的伸缩振动峰，证明本发明所述方法能成功制备巯基化海藻酸盐。
分析图2可知，与不含有共轭双键的明胶(Gel)相比，含有共轭双键的(Gel-ene)在波数为980-960cm-1，895-885cm-1处出现吸收峰，分别对应了共轭双键的C＝C弯曲振动峰，C＝C弯曲振动峰，证明本发明所述方法能成功制备含有共轭双键的明胶。
分析图3、图4、图5、图6和图7可知，本发明实施例1所述海藻酸钠纤维的直径可达到100μm，表面具有取向的拓扑形貌，表面取向形貌的沟壑深度约为250nm，沟壑的宽度约为20μm。
分析图8可知，神经干细胞分布于取向纤维支架表面，可见沿着支架表面生长的神经轴突，证明本发明所述海藻酸盐纤维可以支持神经干细胞增殖。
2、以实施例1和对比例1所述海藻酸盐纤维的核心组分为例进行流变性能测试。
测试方法：
(1)采用实施例1中100mg/mL的巯基修饰海藻酸盐溶液1mL和100mg/mL的共轭双键修饰的明胶溶液1mL，混合均匀，得到第一混合液。
(2)采用对比例1的100mg/mL的海藻酸盐溶液1mL和100mg/mL的明胶溶液1mL，混合均匀，得到第二混合液。
(3)使用马尔文流变仪测试上述两种混合液的黏度：取30μL样品到样品台，保证样品正好充满样品台和平台间隙。设置间隙距离为1mm，测试温度为37℃，频率为1％，剪切速率范围为0.1S-1-10S-1，记录样品黏度随剪切速率的变化。
测试结果如图9所示，本申请第一混合液相比于未修饰的海藻酸盐-明胶溶液，黏度显著降低；修饰前的混合溶液黏度随着剪切频率增大不断变小，表现为剪切变稀而修饰后的混合溶液黏度随着剪切频率增大不断增大，表现为剪切增稠。在相同的纺丝条件下，低浓度的溶液可以通过直径更小的针头，获得更细的纤维。剪切增稠的高分子溶液在剪切力的作用下会发生高分子重排而剪切变稀的高分子溶液不会发生高分子重排。
上述结果证明，本发明所述海藻酸盐纤维更利于形成细直径的产品。
3、以实施例1和对比例1所述海藻酸盐纤维的核心组分为例进行力学性能测试。
(1)采用实施例1中100mg/mL的巯基修饰海藻酸盐溶液1mL和100mg/mL的共轭双键修饰的明胶溶液1mL，混合均匀，得到第一混合液。
(2)采用对比例1的100mg/mL的海藻酸盐溶液1mL和100mg/mL的明胶溶液1mL，混合均匀，得到第二混合液。
(3)将第一混合液和第二混合液各自独立地交联处理，再用万能材料测试机进行拉伸测试，控制拉伸速率为1mm/min，纤维拉断即结束测试。
测试结果汇如图10所示，修饰前后的海藻酸盐-明胶纤维拉伸测试结果说明修饰前后的海藻酸盐-明胶纤维具有不同的力学强度。未修饰的海藻酸盐-明胶纤维拉伸应变达到2.6％时即断裂，最大拉伸应力为93kPa。而修饰后双交联的的海藻酸盐-明胶纤维在拉伸过程中表现有两段行为。当拉伸应变达到2.6％时，纤维拉伸应力为180kPa。此时纤维没有断裂，继续拉伸纤维，纤维可以继续伸长，拉伸应力也继续增大，当拉伸应变达到20％时，纤维断裂，对应的拉伸应力大小为250kPa。
分析原因，双交联作用增强了纤维的力学强度，离子交联作用力和化学交联作用力共同贡献了前2.6％应变阶段的力学强度，之后纤维失去离子交联作用力，依靠化学作用力抵抗拉伸形变，直到应变达到20％时纤维断裂。
上述结果证明，本发明所述海藻酸盐纤维在形成凝胶时，具有更优异的力学性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种海藻酸盐纤维的制备方法，其特征在于，所述海藻酸盐纤维的制备方法包括如下步骤：
将巯基化的海藻酸盐的溶液和含有共轭双键的明胶的溶液混合，得到纺丝原液，将纺丝原液进行纺丝和交联，得到所述海藻酸盐纤维；
所述纺丝的操作具体包括：将纺丝原液通过注射器挤出至凝固浴中；
所述注射器的针头的内径为120-300μm；
所述海藻酸盐纤维的直径为微米级；
所述海藻酸盐纤维表面具有纳米量级有序拓扑形貌，所述拓扑形貌为纤维表面具有沟壑结构的轴向形貌。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述巯基化的海藻酸盐的制备方法包括如下步骤：
将海藻酸盐活化处理40min-4h后，添加含有氨基的巯基试剂，巯基试剂中氨基与海藻酸盐中的羧基发生缩合反应，得到所述巯基化的海藻酸盐。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有共轭双键的明胶的制备方法包括如下步骤：
将明胶溶液和共轭双键试剂或共轭双键试剂溶液混合，进行反应，得到所述含有共轭双键的明胶。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的质量比为(1-9):3；
所述纺丝原液中，巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的总质量浓度为50-400mg/mL。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝和交联在凝固浴中进行；
所述凝固浴的浴液包括二价盐。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝原液中还包括光引发剂；
所述交联包括离子交联和/或化学交联；
所述离子交联在凝固浴中纺丝时同步完成；
所述化学交联在紫外光照射下进行。
7.一种权利要求1-6任一项所述方法制备的海藻酸盐纤维，其特征在于，所述海藻酸盐纤维包括巯基化的海藻酸盐和含有共轭双键的明胶的交联产物；
所述海藻酸盐纤维的直径为微米级；
所述海藻酸盐纤维表面具有纳米量级有序拓扑形貌，所述拓扑形貌为纤维表面具有沟壑结构的轴向形貌。
8.一种细胞培养装置，其特征在于，所述细胞培养装置包括权利要求7所述的海藻酸盐纤维。
9.一种细胞培养方法，其特征在于，所述细胞培养方法利用权利要求7所述的海藻酸盐纤维作为细胞培养基底培养神经干细胞或其他细胞。
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