[发明专利]一种紫外光3D打印用透明质酸水凝胶基质的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水凝胶基质的制备方法，特别是一种紫外光3D打印用透明质酸水凝胶基质制备方法，属于生物材料的制备技术领域。

背景技术

每年都会有大量的病患因为各种原因需要进行组织或器官移植手术，但是供体却严重不足。为了解决这个问题，研究者们采用组织工程技术，提取组织细胞，在体外与生物支架材料构成三维空间复合体，通过培养扩增后，形成具有生命力的活体组织，移植到体内，对病损组织进行形态、结构和功能的重建，以达到永久性替代的目的。对于生物工程支架，一般需要满足以下要求：生物相容性好；可降解、可吸收；有可塑性，可塑为任意的三维结构，植入后在体内仍可保持特定形状；足够的力学强度。

选择生物相容性好的高分子水凝胶基质，利用3D打印的技术，就可以构建出符合要求的生物支架。中国专利公开号为CN104861216A，公开日为2015年 8月26日，发明名称为“一种紫外光3D打印用水凝胶基质的制备方法”公开了水凝胶基质的制备方法。然而，这种方法采用的是接枝烯基基团的壳聚糖与巯基聚乙烯醇混合体系，由于不能完全降解，不能被人体组织吸收，当其移植到体内实现部分结构与功能替代后，还需要进行手术取出，对病患造成严重的二次损伤。中国专利公开号为CN102836465A，公开日为2012年12月26日，发明名称为“一种注射用丝素蛋白透明质酸复合凝胶及其制备与应用”公开了可注射透明质酸复合凝胶支架的制备方法。这种方法采用在透明质酸和交联剂的体系中加入丝素蛋白微球，以达到降低水凝胶的降解速度的目的。然而，该凝胶支架中丝素蛋白颗粒与透明质酸水凝胶之间仅依靠物理作用交联，没有化学作用交联，其水凝胶支架仍然存在力学强度差的缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种生物相容性好、可完全降解吸收、力学强度高的3D打印用透明质酸水凝胶基质的制备方法。

为了实现上述目的，其技术方案如下，一种紫外光3D打印用透明质酸水凝胶基质的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：

a.甲基丙烯酰化透明质酸钠的制备

将透明质酸钠和甲基丙烯酸异氰基乙酯置于非质子溶剂中，透明质酸钠与非质子溶剂的质量体积比为1：10～200，透明质酸钠分子链上羟基与甲基丙烯酸异氰基乙酯的异氰基摩尔比为1：0.1～20，室温下搅拌均匀，形成混合溶液，混合溶液在25～80℃条件下反应，反应时间为12～48小时，在反应后的混合溶液中加入无水丙酮至混合溶液无沉淀析出为止，收集沉淀物，沉淀物在室温下真空干燥2天，得到摩尔取代度为0.04～0.6的甲基丙烯酰化透明质酸钠。

b.羊毛多肽纳米球的制备

将羊毛纤维置于丙酮中，羊毛纤维与丙酮的质量体积比为1：50，室温下振荡30分钟，将羊毛纤维从丙酮中分离出来，室温下真空干燥2天，得到脱脂羊毛纤维，将脱脂羊毛纤维和无机碱置于去离子水中，脱脂羊毛纤维与去离子水的质量体积比为1：100，无机碱与去离子水的质量体积比为1:10～100，室温下搅拌均匀，得到脱脂羊毛纤维无机碱溶液，在脱脂羊毛纤维无机碱溶液中滴加浓硫酸，直至脱脂羊毛纤维无机碱溶液的pH值在6.9～7.1为止，得到羊毛多肽纳米球中性分散液，将羊毛多肽纳米球中性分散液装入截取分子量在 8000-14000Da的透析袋中，在去离子水中透析3天，冻干，得到粒径分布在 20～200nm的羊毛多肽纳米球。

c.紫外光3D打印用透明质酸水凝胶基质的制备

将步骤a得到的甲基丙烯酰化透明质酸钠、经步骤b得到的羊毛多肽纳米球与紫外光引发剂、磷酸盐缓冲溶液按照质量百分比分别为：

的比例，室温下混合均匀，得到粘度为5000～200000cps的紫外光3D打印用透明质酸水凝胶基质。

所述非质子溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种。

所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种。

所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮或2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮中的一种。

所述磷酸盐缓冲溶液为pH为7.0～7.4的Na₂HPO₄-NaH₂PO₄缓冲溶液或K₂HPO₄-KH₂PO₄缓冲溶液中的一种。

由于采用以上技术方案，本发明的紫外光3D打印用透明质酸水凝胶基质的制备方法其有益技术效果是：