[发明专利]一种3D打印PCL-PDA-锂离子骨修复组织工程支架及制备方法

权利要求书

1.一种3D打印PCL-PDA-锂离子骨修复组织工程支架，其特征在于由3D打印PCL支架，及其表面自聚形成的聚多巴胺PDA和支架表面负载氯化锂组成。

2.根据权利要求1所述的3D打印PCL-PDA-锂离子骨组织工程支架，其特征在于通过熔融挤压成型式3D打印技术将PCL挤压出成型纤维束，通过纤维束的不同层次与角度的拼接架构制备得到3D打印PCL支架；随后在一定条件下使得多巴胺在3D打印PCL支架的纤维表面自聚合形成PDA涂层，从而制备得到3D打印PCL-PDA支架；最后，将所得3D打印PCL-PDA支架通过原位还原的方法在纤维表面负载氯化锂，制备得到3D打印PCL-PDA-锂离子骨修复组织工程支架。

3.根据权利要求1所述的3D打印PCL-PDA-锂离子骨组织工程支架，其特征在于熔融挤压成型式3D打印技术打印的PCL纤维通过不同层次与角度的逐层累积与拼接架构而成多孔隙结构的3D打印PCL支架，孔隙是各层纤维在0-180°的范围内相交并累积而形成，最终形成包括0-90°正交行结构、0-45-90-135-180°菱形结构、0-60-120-180°三角形结构在内的规律性孔隙，或依据实际需要形成特殊的梯度化、层次化相交结构。

4.权利要求1所述的3D打印PCL-PDA-锂离子骨组织工程支架的制备方法，其特征在于通过熔融挤压成型式3D打印技术将PCL挤压出成型纤维束，通过纤维束的不同层次与角度的拼接架构制备得到3D打印PCL支架；随后在一定条件下使得多巴胺在3D打印PCL支架的纤维表面自聚合形成PDA涂层，从而制备得到3D打印PCL-PDA支架；最后，将所得3D打印PCL-PDA支架通过原位还原的方法在纤维表面负载氯化锂，制备得到3D打印PCL-PDA-锂离子骨修复组织工程支架。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)制备3D打印PCL支架：将PCL通过熔融挤压成型式3D打印的加热系统变为液态，挤压出成型纤维束，通过纤维束的不同层次与角度的拼接架构获得3D打印PCL支架；

(2)制备3D打印PCL-PDA支架：使用PDA对3D打印PCL支架进行表面修饰，具体步骤包括：

1)配制多巴胺的Tris-HCL溶液；

2)将3D打印PCL支架加入上述溶液中，避光、不密封状态下搅拌，待DA在PCL表面自聚合形成PDA后取出支架，得到3D打印PCL-PDA支架；

(3)制备3D打印PCL-PDA-锂离子骨修复组织工程支架：

借助3D打印PCL-PDA支架表面PDA中含有的酚羟基、含氮基团对锂离子的吸附作用，以及PDA的还原性能，将支架表面吸附的锂离子还原并固定在基体表面，实现支架表面的锂离子的原位还原，具体步骤包括：

1)在搅拌的状态下，向氯化锂(LiCl)溶液中滴加入1-3wt％PVP作为分散剂；

2)将制备的3D打印PCL-PDA支架加入氯化锂溶液中，25℃(23℃±2℃)搅拌反应直到锂离子粘附于3D打印支架的纤维表面后，将支架取出，清洗并真空干燥，得到3D打印PCL-PDA-锂离子骨修复组织工程支架。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于PCL的重均分子量在40000-80000之间，PDA溶液浓度在4g/L-8g/L之间，氯化锂溶液浓度在5g/L-10g/L之间，Tris-HCL溶液的pH＝8.5，盐酸浓度为0.5mol/L。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于PCL的分子量在40000-80000之间，优选40000；PDA溶液浓度在4g/L-8g/L之间，优选8；氯化锂溶液浓度在5g/L-10g/L，优选10；氯化锂溶液中PVP分散剂的浓度为1wt％。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的3D打印PCL支架外形依据不同的待修复区的骨缺损形态进行3D打印个性化制造，或通过熔融挤压成型式3D打印技术制造为固定外形的支架材料。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于3D打印PCL支架的孔隙是各层纤维在0-180°的范围内相交并累积而形成，最终形成包括0-90°正交行结构、0-45-90-135-180°菱形结构、0-60-120-180°三角形结构在内的规律性孔隙，或依据实际需要形成特殊的梯度化、层次化相交结构。