[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

摘要

一种壳聚糖基梯度仿生复合支架材料及其构建方法，属于组织工程材料领域。在通过连通管水平连通容器A和容器B中分别加入等体积的Cs/GP/Gel溶液、乙酸溶液，Cs/GP/Gel溶液连续流入支架模具，乙酸溶液连续流入容器B中；当两个容器中溶液均流入支架模具时，预冻处理后取出支架预产物，制备得到Cs/GP/Gel梯度复合支架；制备Cs/GP/Gel/nHAp梯度复合支架时，当容器B中液体剩余1/4～1/5时，向容器B中加入Cs/GP/Gel/nHAp溶液，其它步骤与Cs/GP/Gel梯度复合支架相同。本发明制备得到的梯度复合支架的孔径呈现出明显的梯度渐进性，而且孔隙相互贯通，nHAp模拟的软骨钙化层与软骨层连接效果良好，适用于软骨组织工程领域。

主权项

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/v；(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。