[发明专利]一种3D打印多孔支架材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子生物医用材料技术领域，具体涉及一种3D打印多孔支架材料的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶于乳酸溶液，并加入乙醇，配置成乳酸化壳聚糖的醇水混合液；将乳酸化壳聚糖的醇水混合液进行真空干燥，制成乳酸化壳聚糖；将聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、增塑剂、润滑剂以及碳酸钙按一定质量份数混合，并与乳酸化壳聚糖熔融、搅拌、混合均匀后经过挤出机拉丝，拉成直径为1.75mm的聚合物丝料；将聚合物丝料通过3D打印机打印成支架；将壳聚糖溶于稀盐酸或乳酸，配制成稀溶液，并将支架放置于稀溶液中反应，经过洗涤后放置于小苏打水中浸泡，再经过洗涤以及真空干燥，以制成多孔支架材料；制造工艺简单，产率高，也易于产业化。

技术领域

本发明属于高分子生物医用材料技术领域，具体涉及一种3D打印多孔支架材料及其制备方法。

背景技术

三维快速成型打印简称3D打印，又被称作增材制造。是一种与传统的材料加工方法截然相反，基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造的方式。熔融沉积打印(FDM)是采用热融喷头，使塑性纤维材料经熔化后从喷头内挤压而出，并沉积在指定位置后固化成型。这种工艺优点是价格低廉、体积小、生成操作难度相对较小。

聚乳酸(PLA)主要来源于可再生资源，是一种环境友好型塑料。PLA是一种非结晶材料，强度较低、尺寸稳定性差，导致其很易变形，这给3D打印带来了困难。而且聚乳酸本身韧性不好，易脆裂。因此有许多方法用来对改性聚乳酸材料改性。

壳聚糖(chitosan)，由甲壳素经N-脱乙酰化处理后得到，是迄今为止发现的惟一一种天然碱性多糖，不仅生物相容性良好，可生物降解，降解产物安全无毒，具有广泛的抗菌、止血、止痛作用，而且还具有选择性促进表皮细胞生长的独特的生物活性。但是壳聚糖由于其分子内、分子间强烈的氢键作用导致其很难加工，因此通过破坏氢键改善其加工性能也是研究的热点之一。

聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)，简称PVP，是一种非离子型高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用，其表现最优异的是其溶解性能及生理相容性。PVP有优良的生理惰性，不参与人体新陈代谢，又具有优良的生物相容性，对皮肤、粘膜、眼等不形成任何刺激。因此可药用，与人体接触。

但是，现有技术中支架材料致孔困难，为此，本发明通过聚乳酸与壳聚糖复合多孔支架材料以克服现有技术在实际应用中的不足。该支架材料可广泛用于生物医学、组织工程、生物补片等领域。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种3D打印多孔支架材料的制备方法。

本发明的目的之二是提供一种3D打印多孔支架材料。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种3D打印多孔支架材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖溶于乳酸溶液，并加入乙醇，配置成乳酸化壳聚糖的醇水混合液；

(2)将乳酸化壳聚糖的醇水混合液进行真空干燥，制成乳酸化壳聚糖；

(3)将聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、增塑剂、润滑剂以及碳酸钙按一定质量份数混合，并与乳酸化壳聚糖熔融、搅拌、混合均匀后经过挤出机拉丝，拉成直径为1.75mm的聚合物丝料；

(4)将聚合物丝料通过3D打印机打印成支架；

(5)将壳聚糖溶于稀盐酸或乳酸，配制成稀溶液，并将支架放置于稀溶液中反应，经过洗涤后放置于小苏打水中浸泡，再经过洗涤以及真空干燥，以制成多孔支架材料。