[发明专利]一种基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的制备方法，其特点是将胶原与其聚集态结构体胶原纤维有机混合，并使用功能性氧化多糖与氧化石墨烯对胶原‑胶原纤维复合溶液进行复合协同改性，接着，将胶原‑胶原纤维复合溶液与一定量的壳聚糖、聚乙烯醇共混，然后经过3D打印、微波干燥成膜、电喷涂、灭菌等工艺，最后获得基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的制备方法。该材料采用仿生性更强的天然胶原结构的胶原纤维，并利用3D打印技术对支架微观结构与形貌进行生物设计，从化学组成与天然结构上充分仿生天然活性组织，所得支架材料结构稳定、理化性能优越，具有良好的细胞相容性和生物降解性，并能诱导组织再生修复，可用作各类型的组织工程支架。

主权项

1.一种基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）基于氧化多糖和氧化石墨烯的胶原‑胶原纤维复合溶胀液的制备：将按质量比为1～9∶9～1的1～2重量份的胶原及胶原纤维混合，在4～10℃温度下搅拌，将其溶胀于pH为4.0的醋酸‑醋酸钠缓冲体系中，得到浓度为1～2wt%的胶原‑胶原纤维复合溶胀液；接着向上述复合溶胀液中加入0.05～0.4重量份的氧化多糖，4～10℃下避光反应10～24h，待反应完成后，再向复合溶胀液加入0.01～0.2重量份的氧化石墨烯，4～10℃下继续反应24～48h，得到基于氧化多糖和氧化石墨烯的胶原‑胶原纤维复合溶胀液；（2）基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的原液的制备：将0.5～1.5重量份的壳聚糖加入到上述胶原‑胶原纤维复合溶胀液，4～10℃下搅拌至全部溶解，得到混合液A；在40～80℃下将6～12重量份的聚乙烯醇溶解在去离子水中，得到浓度为6～12wt%的聚乙烯醇水溶液；将按体积比为1～10∶0.01～2的混合A液与聚乙烯醇水溶液混合，4～10℃下搅拌至充分共溶，得到基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的原液；（3）基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的制备：根据所需支架形态、结构采用计算机辅助设计软件编制出控制平台移动的程序，将上述基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的原液注入3D生物打印机，3D打印成型得到胶原‑胶原纤维复合支架，并将复合支架转移至微波干燥机上成膜；随后接着将1～2重量份胶原溶在0.05～0.5M的醋酸溶液中，配制成浓度为1～2wt%的胶原溶液，使用静电喷涂机将上述胶原溶液喷涂在胶原‑胶原纤维复合支架正反两面，最终经冷冻干燥、剂量为 6～30KGy/h⁶⁰Co所产生的γ射线消毒灭菌，成型包装，得到基于胶原及胶原纤维的复合支架材料的最终成品；基于胶原及胶原纤维的复合支架材料，主要包含有胶原、胶原纤维、壳聚糖与聚乙烯醇四种基料，其关键性能指标如下：平均孔径：≥20μm；重金属含量：≤10μg/g(m/m)；细胞毒性：细胞毒性反应不大于1级；无菌试验：无菌；致敏试验：无迟发性超敏反应；皮内反应试验：原发性刺激指数PII<0.4。