[发明专利]一种基于支架强化的水凝胶人工颈椎间盘及其制备方法

权利要求书

1.一种基于支架强化的水凝胶人工颈椎间盘，所述的基于支架强化的水凝胶人工颈椎间盘包括预制支架和填充在预制支架中的水凝胶预聚液；其特征在于，所述的预制支架为微米玻璃纤维材质的三维管状玻纤支架；

所述的三维管状玻纤支架包括纤维网格部分和空腔部分；

所述的水凝胶预聚液包括水凝胶预聚液Ⅰ和水凝胶预聚液Ⅱ；

所述的水凝胶预聚液Ⅰ由丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、水和铝溶胶混合液、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和2，2'-二乙氧基苯乙酮制备而成；

所述的水凝胶预聚液Ⅱ由丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、水和铝溶胶混合液、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾制备而成；所述的丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺和水和铝溶胶混合液的质量比为1：5：20；

所述的水凝胶预聚液Ⅰ填充在三维管状玻纤支架的纤维网格部分，水凝胶预聚液Ⅱ填充在三维管状玻纤支架的空腔部分；

填充在三维管状玻纤支架的纤维网格部分的水凝胶预聚液Ⅰ和填充在三维管状玻纤支架的空腔部分的水凝胶预聚液Ⅱ的体积比为16：9；

所述的预制支架为微米玻璃纤维材质的三维管状玻纤支架时，制备方法如下：

步骤一：制备三维管状玻纤支架；

步骤二：制备水凝胶预聚液Ⅰ和水凝胶预聚液Ⅱ；

步骤2.1：将丙烯酸和N，N-二甲基丙烯酰胺加入到水和铝溶胶混合液中，磁力搅拌后制得N，N-甲基双丙烯酰胺溶液；

所述的丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺和水和铝溶胶混合液的质量比为1：5：20；

水和铝溶胶混合液中含铝溶胶重量份数为50％～80％；

步骤2.2：然后向N，N-甲基双丙烯酰胺溶液中加入0.1wt％N，N-亚甲基双丙烯酰胺，然后加入2，2'-二乙氧基苯乙酮，制得水凝胶预聚液Ⅰ；

步骤2.3：将丙烯酸和N，N-二甲基丙烯酰胺加入到水和铝溶胶混合液中，磁力搅拌后制得N，N-甲基双丙烯酰胺溶液；

所述的丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺和水和铝溶胶混合液的质量比为1：5：20；

水和铝溶胶混合液中含铝溶胶重量份数为50％～80％；

步骤2.4：然后向N，N-甲基双丙烯酰胺溶液中加入0.1wt％N，N-亚甲基双丙烯酰胺，然后加入过硫酸钾，制得水凝胶预聚液Ⅱ；

步骤三：将步骤二中制得的凝胶预聚液Ⅰ和水凝胶预聚液Ⅱ填充在步骤一中制得的三维管状玻纤支架中，制得基于支架强化的水凝胶人工颈椎间盘；

将水凝胶预聚液Ⅰ注入到三维管状玻纤支架的纤维网格部分中，并将注入了水凝胶预聚液Ⅰ的三维管状玻纤支架置于模具中，烘箱密封加热，待水凝胶预聚液Ⅰ固化形成纤维环预制体，将纤维环预制体切割成合适高度；

将上一步制备的纤维环预制体置于提前构建的椎间盘模具中，然后将水凝胶预聚液Ⅱ灌入三维管状玻纤支架的空腔部分中，紫外灯光照引发聚合，其聚合过程为1小时，最后将凝胶从模具中取出，放入去离子水中浸泡3天，将残留的没有发生聚合的丙烯酸单体置换去除，制备得到基于支架强化的水凝胶人工颈椎间盘；

所述的三维管状玻纤支架制备方法如下：

三维管状玻纤支架用微米玻璃纤维由三维编织机按照筒形旋转法编织而成，编织机采用旋转法角轮驱动携纱器运动，在空间形成三维编织结构，携纱器的运动使得编织纱形成编织物的一个花节，重复以上运动步骤，编织纱互相交织，从而完成一定长度的三维管状玻纤支架。