一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架及其制备方法和应用，仿生支架包括分散有SiO2‑

【技术实现步骤摘要】
一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及组织工程
，尤其是涉及一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由骨肿瘤切除引起的骨缺损不但难以自发愈合，而且术后存在肿瘤细胞切除不彻底，微小肿瘤细胞转移带来复发的情况，从而需要进行多次骨肿瘤切除以及骨缺损修复治疗，对患者身体健康造成极大的危害，目前临床上对于瘤段骨切除后形成的骨缺损主要采取自体骨移植、异体骨移植、自体瘤骨灭活后再植入、骨替代物移植。自体骨需从患者自身部位获取，供应来源十分有限，产生二次手术给患者带来巨大的痛苦。异体骨的来源比较广泛，但其存在免疫排斥的风险，异体骨移植30％出现骨吸收、再次骨折、骨不愈合等并发症，给患者带来更大的生理和心理创伤。自体瘤骨灭活过程和重建步骤复杂，造成手术时间延长，使出血及感染的发生率不可避免增高。骨替代物移植在骨缺损重建中应用最广泛、效果最好的方法，但其可加工性差、形状不易控制，从而难以实现与缺损处的本体骨紧密贴合。此外，以上四种移植物均无抑制肿瘤复发的功能，所以术后还需要结合几个疗程的化疗或放疗来抑制肿瘤复发，但长期的放化疗会导致骨骼疼痛和骨骼萎缩，带来严重的副作用。
[0003]因此，有必要提供一种仿生支架能够替代骨组织结构，且具有光热疗法抑制肿瘤的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面提出一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，能够有效替代骨组织结构，具有光热疗法和生物相容性。
[0005]本专利技术第二方面还提供一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架的制备方法。
[0006]本专利技术的第三方面提供一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架的应用。
[0007]根据本专利技术的第一方面实施例的京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，包括分散有SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维的复合支架，所述的SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维在明胶中均匀分布，交错搭接，纤维搭接处的京尼平交联的明胶对纤维进行固定。
[0008]根据本专利技术实施例的京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，至少具有如下有益效果：
[0009]本专利技术的京尼平交联明胶/玻璃纤维仿生支架具有较好的力学性能、生物相容性和光热转化性能。这是因为本专利技术的SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维均匀分散在明胶中，京尼平的加入，能够使得明胶和京尼平发生交联，交联后形成的聚合物具有光热转化性能，其能够用于骨组织结构。
[0010]本专利技术的仿生支架中柔性SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维相互贯穿交错形成三维网络骨架，纤
维搭接处其外层包裹的京尼平交联明胶实现粘结锚定，实现了更稳定的三维空间结构。柔性SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维和京尼平交联明胶赋予了复合SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维气凝胶支架良好的力学性能和压缩回弹性能。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述的京尼平交联明胶/玻璃纤维仿生支架的体积密度为20～300mg/cm3；平均孔径为10～1000μm，可压缩形变范围为0～90％，10次压缩后塑性形变为0～10％。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，包括如下按质量份计算的制备原料：
[0013]京尼平
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0.1份～30份；
[0014]明胶
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20份～90份；
[0015]玻璃纤维
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10份～90份；
[0016]所述玻璃纤维为SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维的直径为100nm～8000nm，SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维的平均长径比为10～2000。
[0018]需要说明的是，京尼平的CAS号为6902
‑
77
‑
8。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维通过如下步骤制备得到：
[0020]S110、将钙盐、硅源、磷源、溶剂和酸性催化剂混合，水解形成溶胶；
[0021]S120、将模板聚合物在溶剂中溶解形成模板聚合物溶液；
[0022]S130、将步骤S110中的溶胶与模板聚合物溶液混合均匀，得到前驱体溶液；
[0023]S140、将前驱体溶液置于注射器中，采用静电纺丝装置进行纺丝得到前驱体纤维；
[0024]S150、将前驱体纤维煅烧得到SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述硅源、钙盐、磷源的质量比为(10～19)：(1～9)：1。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述钙盐为葡萄糖酸钙、氯化钙、溴化钙、碘化钙、硝酸钙、磷酸二氢钙、碳酸氢钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙、次氯酸钙、氯酸钙、高氯酸钙或高锰酸钙中的至少一种。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述硅源包括正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、聚硅酸乙酯和四丁基正硅酸酯中的至少一种。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述酸性催化剂包括甲酸、乙酸、盐酸，硝酸，磷酸，多聚磷酸、草酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸或马来酸中的至少一种。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述磷源包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸铵中的至少一种。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，步骤S150中，所述煅烧的温度为600～1000℃。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，步骤S150中，所述煅烧的时间为2h～10h。
[0032]根据本专利技术的一些实施例，所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、异丙醇、叔丁醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙腈，甲胺，三氟代乙酸、乙酸、二恶烷、丙酮、吡啶、吗啉或二甲基亚砜的至少一种。
[0033]根据本专利技术的一些实施例，所述模板聚合物包括醋酸纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲壳素、壳聚糖、硝化纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸、明胶、聚氧化乙烯、聚偏氟乙酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、聚己内酯、聚乙丙交酯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚
醋酸乙烯酯、聚丙烯酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮、聚偏氟乙酸和聚环氧乙烷中的至少一种。
[0034]根据本专利技术的一些实施例，所述的纺丝参数为：纺丝电压为5～50kV，接收距离为5～30cm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，其特征在于，包括分散有SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维的复合支架，所述的SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维在明胶中均匀分布，交错搭接，纤维搭接处的京尼平交联的明胶对纤维进行固定。2.根据权利要求1所述的京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，其特征在于，所述的京尼平交联明胶/玻璃纤维仿生支架的体积密度为20～300mg/cm3；平均孔径为10～1000μm，可压缩形变范围为0～90％，10次压缩后塑性形变为0～10％。3.根据权利要求1所述的京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，其特征在于，包括如下按质量份计算的制备原料：京尼平
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0.1份～30份；明胶
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20份～90份；玻璃纤维
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10份～90份；所述玻璃纤维为SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维。4.根据权利要求1所述的京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，其特征在于，所述SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维的直径为100～8000nm，SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维的平均长径比为10～2000。5.根据权利要求1～4任一项所述的京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，其特征在于，所述SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维通过如下步骤制备得到：S110、将钙盐、硅源、磷源、溶剂和酸性催化剂混合，水解形成溶胶；S120、将模板聚合物在溶剂中溶解形成模板聚合物溶液；S130、将步骤S110中的溶胶与模板聚合物溶液混合均匀，得到前驱体溶液；S140、将前驱体溶液置于注射器中，采用静电纺丝装置进行纺丝得到前驱体纤维；S150、将前驱体纤维煅烧得到SiO2‑
CaO
‑
P2O5纤维。6.根据权利要求5所述的京尼平交联的明胶/玻璃纤维仿生支架，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利环，张成霖，于晖，莫锦鹏，甘锋，余西，吴廷斌，杜学贤，梅瑞娴，范嘉豪，林名泉，苏泰考，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：