[發明專利]一種3D打印多孔支架材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011154218.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112274705B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 黃愛賓;楊德彪;王米航;王颯清;翟如鈺;劉彩鳳
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A61L31/06
• 分類號: A61L31/06;A61L31/04;C08J9/26;C08L67/04;C08L39/06;C08L5/08;A61L31/14;B33Y10/00;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明屬于高分子生物醫用材料技術領域，具體涉及一種3D打印多孔支架材料的制備方法，包括以下步驟：將殼聚糖溶于乳酸溶液，并加入乙醇，配置成乳酸化殼聚糖的醇水混合液；將乳酸化殼聚糖的醇水混合液進行真空干燥，制成乳酸化殼聚糖；將聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、增塑劑、潤滑劑以及碳酸鈣按一定質量份數混合，并與乳酸化殼聚糖熔融、攪拌、混合均勻后經過擠出機拉絲，拉成直徑為1.75mm的聚合物絲料；將聚合物絲料通過3D打印機打印成支架；將殼聚糖溶于稀鹽酸或乳酸，配制成稀溶液，并將支架放置于稀溶液中反應，經過洗滌后放置于小蘇打水中浸泡，再經過洗滌以及真空干燥，以制成多孔支架材料；制造工藝簡單，產率高，也易于產業化。

技術領域

本發明屬于高分子生物醫用材料技術領域，具體涉及一種3D打印多孔支架材料及其制備方法。

背景技術

三維快速成型打印簡稱3D打印，又被稱作增材制造。是一種與傳統的材料加工方法截然相反，基于三維CAD模型數據，通過增加材料逐層制造的方式。熔融沉積打印(FDM)是采用熱融噴頭，使塑性纖維材料經熔化后從噴頭內擠壓而出，并沉積在指定位置后固化成型。這種工藝優點是價格低廉、體積小、生成操作難度相對較小。

聚乳酸(PLA)主要來源于可再生資源，是一種環境友好型塑料。PLA是一種非結晶材料，強度較低、尺寸穩定性差，導致其很易變形，這給3D打印帶來了困難。而且聚乳酸本身韌性不好，易脆裂。因此有許多方法用來對改性聚乳酸材料改性。

殼聚糖(chitosan)，由甲殼素經N-脫乙酰化處理后得到，是迄今為止發現的惟一一種天然堿性多糖，不僅生物相容性良好，可生物降解，降解產物安全無毒，具有廣泛的抗菌、止血、止痛作用，而且還具有選擇性促進表皮細胞生長的獨特的生物活性。但是殼聚糖由于其分子內、分子間強烈的氫鍵作用導致其很難加工，因此通過破壞氫鍵改善其加工性能也是研究的熱點之一。

聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)，簡稱PVP，是一種非離子型高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性質，膠體保護作用、成膜性、粘結性、吸濕性、增溶或凝聚作用，其表現最優異的是其溶解性能及生理相容性。PVP有優良的生理惰性，不參與人體新陳代謝，又具有優良的生物相容性，對皮膚、粘膜、眼等不形成任何刺激。因此可藥用，與人體接觸。

但是，現有技術中支架材料致孔困難，為此，本發明通過聚乳酸與殼聚糖復合多孔支架材料以克服現有技術在實際應用中的不足。該支架材料可廣泛用于生物醫學、組織工程、生物補片等領域。

發明內容

基于現有技術中存在的上述缺點和不足，本發明的目的之一是至少解決現有技術中存在的上述問題之一或多個，換言之，本發明的目的之一是提供滿足前述需求之一或多個的一種3D打印多孔支架材料的制備方法。

本發明的目的之二是提供一種3D打印多孔支架材料。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種3D打印多孔支架材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將殼聚糖溶于乳酸溶液，并加入乙醇，配置成乳酸化殼聚糖的醇水混合液；

(2)將乳酸化殼聚糖的醇水混合液進行真空干燥，制成乳酸化殼聚糖；

(3)將聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、增塑劑、潤滑劑以及碳酸鈣按一定質量份數混合，并與乳酸化殼聚糖熔融、攪拌、混合均勻后經過擠出機拉絲，拉成直徑為1.75mm的聚合物絲料；

(4)將聚合物絲料通過3D打印機打印成支架；

(5)將殼聚糖溶于稀鹽酸或乳酸，配制成稀溶液，并將支架放置于稀溶液中反應，經過洗滌后放置于小蘇打水中浸泡，再經過洗滌以及真空干燥，以制成多孔支架材料。