[發(fā)明專利]一種生物3D打印墨水及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911046255.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110721346B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋薇;姚斌;黃沙;付小兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61L27/44
• 分類號(hào): A61L27/44;A61L27/52;A61L27/56;A61L27/60
• 代理公司: 北京愛(ài)普納杰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松;宋丹丹

本發(fā)明提供了一種生物3D打印墨水及其制備方法，該制備方法包括以下步驟：S1：制備氫氧化鈣飽和溶液，在氫氧化鈣飽和溶液中加入二氧化硅納米粒子懸液、離心、取沉淀；即得改性納米生物玻璃粒子；S2：將明膠和海藻酸鈉溶解于去離子水中溶解，再加入步驟S1制得的改性納米生物玻璃粒子，攪拌均勻制得液態(tài)水凝膠，消毒、平衡，即得明膠?海藻酸鈉復(fù)合水凝膠；S3：將氯化鈣固體粉末溶解于去離子水中，制得氯化鈣溶液，消毒滅菌，即得交聯(lián)劑；S4：在所述明膠?海藻酸鈉復(fù)合水凝膠中加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，即得生物3D打印墨水；本發(fā)明制備的生物3D打印墨水不僅力學(xué)性能顯著提高且成膠性能良好、孔隙豐富，具有很好的載細(xì)胞潛能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療模型制造及應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種生物3D打印墨水及其制備方法。

背景技術(shù)

皮膚是人體最大的器官，對(duì)維持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)和機(jī)體的正常生理功能具有十分重要的作用，由于暴露于外界環(huán)境中，皮膚的破損、缺失時(shí)常發(fā)生，對(duì)于較小的皮膚缺損，機(jī)體可以通過(guò)自身代償達(dá)到一定程度的完全再生，但是對(duì)于較大的創(chuàng)面來(lái)說(shuō)，皮膚一般進(jìn)行瘢痕修復(fù)，而對(duì)于更大的創(chuàng)面，皮膚的缺損常常延遲愈合或無(wú)法愈合，此種創(chuàng)面使患者的機(jī)體直接暴露于外界環(huán)境中，不僅無(wú)法維持機(jī)體的體液平衡，還使得患者暴露于高危的感染風(fēng)險(xiǎn)之下，因此及時(shí)的封閉創(chuàng)面就顯得十分必要，以往，臨床工作中常常采用無(wú)菌紗布進(jìn)行創(chuàng)面覆蓋，以起到隔絕細(xì)菌、保護(hù)創(chuàng)面的作用，最終的創(chuàng)面愈合還依賴于患者創(chuàng)面自身的愈合能力，而對(duì)于糖尿病患者和局部血運(yùn)不良的患者，依靠自身的修復(fù)能力很難做到創(chuàng)面的封閉，因此，如何解決此類修復(fù)功能不足的創(chuàng)面成為臨床工作中的一大難點(diǎn)。

隨著組織工程技術(shù)的日新月異，3D打印技術(shù)和載細(xì)胞水凝膠正逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，理想的創(chuàng)面敷料應(yīng)具備黏附創(chuàng)面、柔軟、透氣/透水、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)等基本特征，同時(shí)還能夠形成保水層，此外，還應(yīng)具備便于攜帶、使用的特性，而水凝膠因其能同時(shí)滿足以上的要求，被廣泛應(yīng)用于生物敷料的研發(fā)中。

與以往組織工程的種子細(xì)胞向支架材料遷移，并輔助以促進(jìn)再生的微環(huán)境不同，載細(xì)胞生物墨水可以將生物材料、種子細(xì)胞以及再生微環(huán)境融為一體，極大的提高了組織工程皮膚在臨床應(yīng)用的可能，而在載細(xì)胞水凝膠的研制過(guò)程中，生物材料的選擇應(yīng)用以及適當(dāng)?shù)丶尤朐偕h(huán)境是目前研究的重點(diǎn)，明膠因其出色的生物降解性、生物相容性、高細(xì)胞附著和增殖以及低免疫原性等被廣泛應(yīng)用于傷口敷料的研究中，在以往的研究中，明膠-海藻酸鈉載細(xì)胞生物墨水不僅具有良好的生物相容性，還能提高細(xì)胞的遷移、增殖和分化的能力，然而在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，明膠-海藻酸鈉載細(xì)胞生物墨水的打印膠塊硬度較低，導(dǎo)致質(zhì)地較軟，難以應(yīng)用于動(dòng)物的創(chuàng)面模型。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種生物3D打印墨水及其制備方法，

本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于生物3D打印墨水的改性納米生物玻璃粒子，該改性納米生物玻璃粒子的制備方法如下：制備氫氧化鈣飽和溶液，在氫氧化鈣飽和溶液中加入二氧化硅納米粒子懸液、離心、取沉淀；即得改性納米生物玻璃粒子。

本發(fā)明還提供了一種由改性納米生物玻璃粒子和明膠-海藻酸鈉復(fù)合水凝膠、交聯(lián)劑制備的生物3D打印墨水，其中，改性納米生物玻璃粒子、明膠-海藻酸鈉復(fù)合水凝膠和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為100-120:1-1:10-12

本發(fā)明還提供了一種生物3D打印墨水的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

S1：改性納米生物玻璃粒子的制備：制備氫氧化鈣飽和溶液，在氫氧化鈣飽和溶液中加入二氧化硅納米粒子懸液、離心、取沉淀；即得改性納米生物玻璃粒子；

S2：明膠-海藻酸鈉復(fù)合水凝膠的制備：將明膠和海藻酸鈉溶解于去離子水中溶解，再加入步驟S1制得的改性納米生物玻璃粒子，攪拌均勻制得液態(tài)水凝膠，消毒、平衡，即得明膠-海藻酸鈉復(fù)合水凝膠；

S3：交聯(lián)劑的制備：將氯化鈣固體粉末溶解于去離子水中，制得氯化鈣溶液，消毒滅菌，即得交聯(lián)劑；