[发明专利]一种壳聚糖基梯度仿生复合支架材料及其构建方法

权利要求书

1.一种壳聚糖基梯度仿生复合支架材料的构建方法，用于制备Cs/GP/Gel梯度复合支架材料、Cs/GP/Gel/nHAp梯度复合支架材料，其特征在于以下步骤：

(1)将壳聚糖Cs粉末加入乙酸溶液中，在40～60℃条件下，搅拌至其溶解均匀，得到Cs乙酸溶液，Cs乙酸溶液中的壳聚糖浓度为2～3％w/v；将Cs乙酸溶液离心处理，使壳聚糖溶液脱气、脱渣；

(2)将β-甘油磷酸钠GP粉末加入去离子水中，室温下搅拌使其溶解均匀，得到浓度为100～300％w/v的GP水溶液；

(3)将明胶Gel颗粒加入去离子水中，40～60℃下，搅拌使其溶解均匀，得到浓度为5～8％w/v的Gel水溶液；

(4)室温下，将步骤(1)制备得到的Cs乙酸溶液搅拌，搅拌过程中逐滴滴加步骤(2)制备的GP溶液，继续搅拌后制成Cs/GP溶液A；滴加过程中观察溶液无明显絮状物质出现，否则视为失败；所述的Cs乙酸溶液和GP水溶液的体积比为3:1～12:1；

(5)室温下，将步骤(3)制备的Gel水溶液加入步骤(4)制备得到的Cs/GP溶液中，搅拌制备成Cs/GP/Gel溶液；所述的Cs/GP溶液与Gel溶液的体积比为1:1～3:1；

(6)室温下，将纳米羟基磷灰石nHAp加入步骤(5)制备的Cs/GP/Gel溶液中，搅拌预混后，进一步超声分散至nHAp均匀地分散在溶液B中，得到Cs/GP/Gel/nHAp溶液；所述的Cs/GP/Gel/nHAp溶液中nHAp的含量为10～20％w/w；

(7)制备得到Cs/GP/Gel梯度复合支架材料，作为梯度仿生软骨；

7.1)将容器A和容器B底部通过带有阀门的连通管水平连通，B瓶放于磁力搅拌器上，容器A和容器B位于同一水平面；将容器B下方与支架模具上方通过带有阀门的导液管连接，支架模具位于上述水平面的下方，且放置于恒温冷冻装置中；

7.2)将步骤(5)中制备的Cs/GP/Gel溶液转移到容器B中，磁力搅拌使其混合均匀；将乙酸溶液加入容器A中，容器B中的Cs/GP/Gel溶液与容器A中的乙酸溶液体积相同；打开B瓶出口处阀门，容器B中的Cs/GP/Gel溶液连续流入支架模具内，此时，容器A中的乙酸溶液连续流入到容器B中，在磁力搅拌作用下将容器B内的溶液混合均匀，稀释容器B中的Cs/GP/Gel溶液；

7.3)当容器A和容器B中溶液均流入到支架模具时，取出盛有样品的支架模具；

7.4)将盛有样品的支架模具在-20～-40℃条件下预冻20～30h，进行冷冻干燥处理后，取出支架预产物去除表面致密层后，将其浸置于交联液中交联反应6～12h，再将支架预产物置于Na₂HPO₄溶液中洗涤4～6h，置于无水甲醇中6～12h以将溶剂萃取干净；最后将材料于-20～-40℃条件下预冻成型后，继续冷冻干燥处理得到Cs/GP/Gel梯度复合支架材料；

(8)制备得到Cs/GP/Gel/nHAp梯度复合支架材料，作为含软骨钙化层的梯度仿生软骨；

重复步骤7.1)、7.2)；当容器B中液体剩余1/4～1/5时，关闭容器B出口处阀门；向容器B中加入步骤(6)制备的Cs/GP/Gel/nHAp溶液，打开阀门，待A、B瓶中的液体全部流入支架模具后，取出盛有样品的支架模具，采用步骤7.4)的方法制备得到Cs/GP/Gel/nHAp梯度复合支架材料。

2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖基梯度仿生复合支架材料的构建方法，其特征在于，步骤7.4)中所述的交联液为碳化二亚胺EDC、羟基琥珀酰胺NHS、吗啉乙烷磺酸MES在40％乙醇溶液中的混合溶液；其中，三种组分EDC、NHS、MES的浓度均为50mmol/L。

3.根据权利要求1或2所述的一种壳聚糖基梯度仿生复合支架材料的构建方法，其特征在于，步骤(1)、步骤7.2)中所述的乙酸溶液的浓度为0.1mol/L。

4.根据权利要求1或2所述的一种壳聚糖基梯度仿生复合支架材料的构建方法，其特征在于，步骤7.4)中冷冻干燥温度均为-40～-60℃、时间均为20～40h。