[發(fā)明專利]一種摻雜石墨烯的仿生復(fù)合支架材料及其構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810136137.8
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN108273139B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋克東;盧延國;李麗穎;李文芳;胡雪巖;劉天慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/44
• 分類號(hào): A61L27/44;A61L27/46;A61L27/48;A61L27/52;A61L27/58;A61L27/50
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于以下步驟：

(1)將殼聚糖Cs粉末加入乙酸溶液中，在40～60℃條件下，磁力攪拌，得到濃度為20～30g/L的Cs乙酸溶液，將Cs乙酸溶液離心處理進(jìn)行脫氣、脫渣；

(2)將β-甘油磷酸鈉GP粉末加入去離子水中，室溫下磁力攪拌，得到濃度為1000～3000g/L的GP水溶液；

(3)將明膠Gel顆粒加入去離子水中，40～60℃條件下，磁力攪拌，得到濃度為60～80g/L的Gel水溶液；

(4)將石墨烯Gr粉末加入去離子水中，超聲分散處理后獲得均勻穩(wěn)定的褐色的石墨烯懸液，其中，石墨烯懸液中Gr濃度為2～10g/L；

(5)室溫下，將步驟(2)制備的GP水溶液逐滴到步驟(1)制備得到的Cs乙酸溶液中，攪拌后制備成Cs/GP溶液A；滴加過程中觀察溶液無明顯絮狀物質(zhì)出現(xiàn)，否則視為失??；

(6)室溫下，將步驟(3)制備的Gel水溶液加入到步驟(5)制備得到的Cs/GP溶液A中，攪拌后制備成Cs/GP/Gel溶液B；

(7)室溫下，將步驟(4)制備的石墨烯懸液加入到步驟(6)制備的Cs/GP/Gel溶液B中，攪拌均勻后進(jìn)行超聲分散后，得到Cs/GP/Gel/Gr溶液C；所述的Cs/GP/Gel/Gr溶液C中石墨烯懸液的含量為5～20％v/v；

(8)將步驟(7)中制備的Cs/GP/Gel/Gr溶液C全部轉(zhuǎn)移到低溫模具中，防止石墨烯團(tuán)聚沉淀而出現(xiàn)相分離；并將低溫模具在-20～-40℃條件下預(yù)凍20～30h后，轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥20～40h，冷凍干燥結(jié)束后打碎模具，取出支架預(yù)產(chǎn)物，去除表面致密層；然后將支架預(yù)產(chǎn)物浸置于Na₂HPO₄溶液中洗滌4～6h，后置于無水甲醇中6～12h以將溶劑萃取干凈；最后將材料于-20～-40℃條件下預(yù)凍成型，冷凍干燥機(jī)中繼續(xù)干燥20～40h，得到Cs/GP/Gel/Gr仿生軟骨復(fù)合支架材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(5)中所述的Cs乙酸溶液和GP水溶液的體積比為3:1～18:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(6)中所述的Cs/GP溶液A與Gel水溶液的體積比為1:1～3:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(8)中所述的冷凍干燥溫度均為-40～-60℃，所述的Na₂HPO₄溶液濃度為0.1mol/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(8)中所述的冷凍干燥溫度均為-40～-60℃，所述的Na₂HPO₄溶液濃度為0.1mol/L。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(5)中所述的攪拌時(shí)間為30～60min；步驟(7)中所述的超聲分散時(shí)間為30～60min。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(5)中所述的攪拌時(shí)間為30～60min；步驟(7)中所述的超聲分散時(shí)間為30～60min。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種摻雜石墨烯的仿生軟骨復(fù)合支架材料的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(5)中所述的攪拌時(shí)間為30～60min；步驟(7)中所述的超聲分散時(shí)間為30～60min。

9.采用權(quán)利要求1-8任一所述的構(gòu)建方法得到的仿生軟骨復(fù)合支架材料，其特征在于，所述的仿生軟骨復(fù)合支架材料中殼聚糖Cs、β-甘油磷酸鈉GP、明膠Gel、石墨烯Gr的質(zhì)量比為1:(5～20):(1～5):(0.02～0.08)；仿生軟骨復(fù)合支架材料孔徑較均勻，孔道相互貫通，孔徑大部分介于50～200μm之間，孔隙率74.81～85.42％，吸水率250.28～424.27％，彈性模量為0.545～9.268MPa。