【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用材料，具体涉及一种3d打印多孔支架及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前骨移植材料大体分为四大类：自体骨、同种异体骨、异种异体骨和人工骨。自体骨由于满足骨再生的3种机制（即骨发生、骨诱导、骨传递），所以是修复骨缺损的最佳材料，但是由于自体骨的提取来源有限，会对提取部位造成创伤同时延长手术时间，增加患者痛苦和提高感染的几率，因此在临床手术上自体骨的使用受到了限制。同种异体骨和异种异体骨虽然也具有骨传导作用，但是同样存在抗原性和传播病原性的可能性、在体内降解过快和一些社会伦理等问题。为了克服以上几类材料的问题，人们开始运用材料科学和生物医学技术，制造出更优良的骨替代修复材料。
2、聚乳酸具有优异的成膜性、生物相容性、可降解性以及良好的机械性能，因此被广泛的应用于骨修复材料。并且进一步地，将羟基磷灰石（ha）与聚乳酸复合后制备得到的复合材料，具有更好的力学性能和降解性能，同时ha可以中和聚乳酸产生的酸性积累。但现有的上述骨修复材料还存在生物活性差、亲水性差、细胞黏附差等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种3d打印多孔支架及其制备方法和应用。用于解决现有的骨修复材料还存在生物活性差、亲水性差、细胞黏附差等问题。
2、在第一方面，本专利技术提供了一种3d打印多孔支架的制备方法，包括如下步骤：s1、向左旋乳酸-己内酯共聚物溶液中加入聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球，得到混合溶液；s2、对混合溶液进行3d打印、冷冻干燥处理后，
3、本专利技术中，专利技术人研究发现，将聚多巴胺包覆在掺铜生物活性玻璃纳米微球的表面，赋予材料较好的亲水性和粘附性。同时加入左旋乳酸-己内酯共聚物，使该材料具有可调控的生物可降解性能，良好的力学性能以及良好的生物相容性。
4、在一些实施方案中，步骤s1中，左旋乳酸-己内酯共聚物与聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的质量比为100:（2～8），例如可以为100:2、100:4、100:6、100:8或该范围内的其他比值；左旋乳酸-己内酯共聚物溶液是将左旋乳酸-己内酯共聚物溶解于有机溶液中制备得到，并且左旋乳酸-己内酯共聚物的质量浓度为8～10%，例如可以为8%、8.5%、9%、10%或该范围内的其他数值；其中，左旋乳酸-己内酯共聚物的特性粘度为2～3dl/g，例如可以为2dl/g、2.2dl/g、2.4dl/g、2.6dl/g、2.8dl/g、3dl/g或该范围内的其他数值；分子量为250000～300000，例如可以为250000、260000、270000、280000、290000、300000或该范围内的其他数值；有机溶液选自1,4-二氧六环和六氟异丙醇中的至少一种。
5、在一些实施方案中，步骤s1中，聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的制备包括：将十六烷基三甲基溴化铵溶解于水中，加入乙酸乙酯、氨水、磷酸三乙酯、硅源、钙盐和铜盐，混合均匀，得到混合液，然后进行反应，所得产物经洗涤、干燥、煅烧后，得到铜元素掺杂生物活性玻璃纳米微球粉末；将铜元素掺杂生物活性玻璃纳米微球粉末加入到多巴胺溶液中进行搅拌反应，所得产物经洗涤、烘干后，得到聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球。
6、在一些实施方案中，在铜元素掺杂生物活性玻璃纳米微球粉末的制备过程中，在混合液中，十六烷基三甲基溴化铵的质量浓度为0.02%～0.1%，例如可以为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%或该范围内的其他数值；乙酸乙酯的质量浓度为0.3%～0.5%，例如可以为0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%或该范围内的其他数值；磷酸三乙酯的质量浓度为0.01%～0.03%，例如可以为0.01%、0.02%、0.03%或该范围内的其他数值；硅源的质量浓度为0.03%～0.08%，例如可以为0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%或该范围内的其他数值；钙盐的质量浓度为0.01%～0.05%，例如可以为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%或该范围内的其他数值；铜盐的质量浓度为0.06%～1.2%，例如可以为0.06%、0.1%、0.4%、0.7%、1%、1.2%或该范围内的其他数值；加入的氨水的质量浓度为25%，加入量为5～7ml，例如可以为5ml、5.5ml、6ml、6.5ml、7ml或该范围内的其他数值；其中，硅源包括正硅酸四乙酯，钙盐包括四水合硝酸钙，铜盐包括二水合氯化铜；反应包括：反应的时间为2～6h，例如可以为2h、3h、4h、5h、6h或该范围内的其他数值；干燥包括：在温度为40～80℃（例如可以为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或该范围内的其他数值）下，干燥10～14h，例如可以为10h、11h、12h、13h、14h或该范围内的其他数值；煅烧包括：以1～3℃/min（例如可以为1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min、3℃/min或该范围内的其他数值）的升温速率升温至600～800℃，例如可以为600℃、650℃、700℃、750℃、800℃或该范围内的其他数值；保温2～6h，例如可以为2h、3h、4h、5h、6h或该范围内的其他数值。
7、本专利技术中，专利技术人研究发现，生物活性玻璃具有较高的成骨活性，且具有良好的生物相容性、骨传导性，植入人体后，从生物玻璃中溶解的离子（例如si，ca，p）可以迅速释放，从而在表面上形成一层羟基碳酸盐磷灰石（hca），这是由于生物活性玻璃和宿主组织之间发生化学键合，能够促进相关成骨基因表达，作为细胞周期调节剂、细胞外基质成分和生长因子，有利于新骨组织、血管组织的长入，是一种具有优良性能的骨修复材料。进一步地，由于铜（cu）元素具有成骨和血管生成作用，掺杂铜后，使得材料具有成骨、促进血管生成和细胞增殖的功能；同时，铜的掺入还提高了生物玻璃的化学耐久性和机械强度，促进了消炎的预防作用，抗菌性、骨刺激和血管化能力均有所增强。另外，本专利技术采用溶胶-凝胶法制备的铜元素掺杂生物活性玻璃纳米微球，可刺激干细胞的成骨分化，提高成骨细胞活性，促进骨缺损修复效果。
8、在一些实施方案中，在聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的制备过程中，多巴胺溶液的质量浓度为0.1～20mg/ml，例如可以为0.1mg/ml、1mg/ml、5mg/ml、10mg/ml、15mg/ml、20mg/ml或该范围内的其他数值；ph值为7.5～10，例如可以为7.5、8、8.5、9、9.5、10或该范围内的其他数值；铜元素掺杂生物活性玻璃纳米微球粉末与多巴胺的质量比为1:（0.01～1），例如可以为1:0.01、1:0.03、1:0.05、1:0.07、1:1或该范围内的其他比值；搅拌反应包括：搅拌反应的时间为10～14h，例如可以为10h、11h、12h、13h、14h或该范围内的其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3D打印多孔支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的3D打印多孔支架的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述左旋乳酸-己内酯共聚物与所述聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的质量比为100:（2～8）；
3.根据权利要求1所述的3D打印多孔支架的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的制备包括：
4.根据权利要求3所述的3D打印多孔支架的制备方法，其特征在于，在铜元素掺杂生物活性玻璃纳米微球粉末的制备过程中，在混合液中，所述十六烷基三甲基溴化铵的质量浓度为0.02%～0.1%，所述乙酸乙酯的质量浓度为0.3%～0.5%，所述磷酸三乙酯的质量浓度为0.01%～0.03%，所述硅源的质量浓度为0.03%～0.08%，所述钙盐的质量浓度为0.01%～0.05%，所述铜盐的质量浓度为0.06%～1.2%，加入的所述氨水的质量浓度为25%，加入量为5～7ml；
5.根据权利要求3所述的3D打印多孔支架的制备方法，其特征在于，在聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的制备过程
6.根据权利要求1所述的3D打印多孔支架的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述3D打印的参数包括：材料沉积速度为3～7mm/s，挤出速度为0.07～0.11mm/min，打印层厚为0.3～0.7mm，平台成型温度为-20～4℃，气压为100～300kpa，网孔直径为0.4mm～0.8mm，设备针头直径为0.2～0.6mm；
7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的制备方法制备得到的3D打印多孔支架。
8.一种3D打印多孔复合支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的3D打印多孔复合支架的制备方法，其特征在于，在复合凝胶溶液的制备过程中，所述仿生胞外基质I型胶原蛋白与所述丝素蛋白的质量比为（5～10）:（1～5）；
10.权利要求7所述的3D打印多孔支架或者利用权利要求8或9所述的制备方法制备得到的3D打印多孔复合支架作为骨移植材料在骨移植中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种3d打印多孔支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的3d打印多孔支架的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述左旋乳酸-己内酯共聚物与所述聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的质量比为100:（2～8）；
3.根据权利要求1所述的3d打印多孔支架的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的制备包括：
4.根据权利要求3所述的3d打印多孔支架的制备方法，其特征在于，在铜元素掺杂生物活性玻璃纳米微球粉末的制备过程中，在混合液中，所述十六烷基三甲基溴化铵的质量浓度为0.02%～0.1%，所述乙酸乙酯的质量浓度为0.3%～0.5%，所述磷酸三乙酯的质量浓度为0.01%～0.03%，所述硅源的质量浓度为0.03%～0.08%，所述钙盐的质量浓度为0.01%～0.05%，所述铜盐的质量浓度为0.06%～1.2%，加入的所述氨水的质量浓度为25%，加入量为5～7ml；
5.根据权利要求3所述的3d打印多孔支架的制备方法，其特征在于，在聚多巴胺涂覆掺铜生物活性玻璃纳米微球的制备过程中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，唐三，周雄，舒茂，周小虎，范红豆，罗昭辉，
申请(专利权)人：湖北中部医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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