[發明專利]一種仿生軟骨摻雜有序磁性納米短纖維拼接雙層水凝膠的制備方法

在審

• 申請號: 201910078818.8
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109836595A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 李昆;李萍;張英楠;王靖熙;樊瑜波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/28;C08J3/24;A61L27/52;A61L27/50;A61L27/40;A61L27/02;A61L27/18;A61L27/16;A61L27/20;C08L67/04;C08L33/26;C08L5/04
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1.本發明涉及一種仿生軟骨摻雜有序磁性納米短纖維拼接雙層水凝膠的制備方法，該雙層水凝膠高度模擬天然軟骨組織結構，有利于細胞增殖和分化，可用于軟骨組織工程。

一種仿生軟骨摻雜有序磁性納米短纖維拼接雙層水凝膠的制備方法，其特征在于包括下列各步驟：

1)將磁性粒子和高分子溶液混合，室溫下攪拌5小時，使磁性粒子分散均勻，獲得濃度為15％-30％(質量/體積)的紡絲溶液，利用靜電紡絲技術制備磁性纖維膜，并進行干燥；

2)將干燥后的磁性纖維膜剪成1×1cm²的小塊，放入高速剪切式勻漿機中攪拌，得到磁性短纖維并干燥；

3)將干燥后的磁性納米短纖維與凝膠前驅液以1:3-1:20(短纖維:凝膠前驅液)的比例混合，加入交聯劑再次混合均勻，然后將混合溶液放置于磁場中以誘導磁性短纖維有序排列；

4)打開紫外燈照射3)所得混合溶液，獲得摻雜有序磁性納米短纖維的水凝膠；

5)將上述兩塊摻雜有序磁性短纖維的水凝膠以內部短纖維方向相互垂直排列的方式進行拼接，依靠二者內部所含磁性粒子的相互吸引，制備結合力較弱的拼接水凝膠；

6)將結合力較弱的拼接水凝膠浸泡在1％(w/v)海藻酸鈉水溶液中，靜置5小時，然后向溶液中緩慢滴加質量分數為2％的氯化鈣溶液，海藻酸鈉溶液形成凝膠，獲得結合力增強的拼接雙層水凝膠。

2.如權利要求1中所述的靜電紡絲技術，其特征在于，所述靜電紡絲過程中流速為0.2-0.5mL/h，電壓為12-20kV，針頭距離接收器的距離為10-20厘米。

3.如權利要求1所述的磁性納米顆粒，其特征在于，所述磁性粒子為四氧化三鐵或三氧化二鐵中的一種。

4.如權利要求1所述的高分子溶液，其特征在于，所述高分子為聚羥基乙酸乳酸共聚物、聚乳酸、聚己內酯中的一種，溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、二甲基亞砜、二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六氟異丙醇、氯仿、甲酸、甲醇、醋酸中的一種或多種。

5.如權利要求1所述磁性納米短纖維的制備方法，其特征在于，所述短纖維采用高速剪切式勻漿機制得，且高速剪切式勻漿機的轉速為10000-20000轉/分鐘，剪切時間為5-10分鐘，溶劑為乙醇、丙醇、乙二醇中的一種。

6.如權利要求1所述的凝膠前驅液，其特征在于，所述溶液為丙烯酰胺或丙烯酰胺接枝的明膠、殼聚糖、海藻酸鈉、絲素蛋白中的一種，交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺。

7.如權利要求1所述的磁場誘導磁性納米短纖維有序排列的方法，其特征在于，所述磁場為由異極相對的條形磁鐵、蹄形磁鐵或者通電螺線管產生的勻強磁場，誘導短纖維進行有序排列。

8.如權利要求1所述的仿生軟骨摻雜有序排列磁性納米短纖維拼接雙層水凝膠的制備方法，其特征在于，所述水凝膠在紫外光照射下進行交聯，無需加入光引發劑，紫外光波長為200-300nm，照射時間為5-10分鐘。