一种功能化纳米纤维素水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种功能化纳米纤维素水凝胶及其制备方法，所述水凝胶内部呈现均匀的多孔网状结构，其孔径为30～100微米，由TEMPO氧化纤维素分散于水中制得纳米纤维素分散液，再与细胞混合制得生物墨水，然后利用3D生物打印技术打印到离子交联剂中制备得到，其形状可根据需要进行设计。本发明专利技术以可再生资源纤维素为原料，制备得到力学性能优异、生物相容性良好、适用于生物打印的功能化纳米纤维素水凝胶，用作纳米纤维素基组织工程材料，具体为骨、软骨、皮肤、血管、肝脏、心脏等组织中的一种，拓宽了纤维素的应用范围，为纤维素在生物医用领域的应用研究提供了一种新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化纳米纤维素水凝胶及其制备方法
本专利技术属于生物材料领域，涉及一种功能化纳米纤维素水凝胶及其制备方法。
技术介绍
3D生物打印技术是使用计算机辅助转移过程，用预定的逐层堆叠方式同时书写活细胞和生物材料制备生物工程组织的方法。3D生物打印技术以水分散液和细胞为主要原料，产物主要形态为水凝胶，对水凝胶有诸多的要求，如生物相容性好，且不堵塞针头，易于打印，同时打印过程中的剪切作用力对细胞的损害小，因而能用于3D生物打印的水凝胶并不多。纤维素作为一种具有结晶结构的多糖，是地球上含量最丰富的天然高分子，由纤维素加工得到的纤维素水凝胶因具有生物相容性好、比表面积较大、含水量高、力学性能优异等特点，是一种理想的组织工程材料。当前制备纤维素水凝胶的方法主要有化学交联、光交联、物理缠结等。这些方法要么需要引入具有生物毒性的化学交联剂，要么需要对纤维素进行改性，要么条件比较苛刻(如加热或冷冻)，不利于直接与细胞进行混合，且通常所制备的水凝胶具有纳米孔结构，细胞只能在凝胶表面生长，在凝胶内部细胞不能生长迁移。因此本领域相关学者正在寻求一种交联方式温和、容易加载细胞、且具有大孔结构的纤维素水凝胶的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化纳米纤维素水凝胶，其特征在于，所述水凝胶内部呈现均匀的多孔网状结构，其孔径为30～100微米，所述功能化纳米纤维素水凝胶由TEMPO氧化纤维素分散于水中制得纳米纤维素分散液，再与细胞混合制得生物墨水，然后利用3D生物打印技术打印到离子交联剂中制备得到设计形状的凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种功能化纳米纤维素水凝胶，其特征在于，所述水凝胶内部呈现均匀的多孔网状结构，其孔径为30～100微米，所述功能化纳米纤维素水凝胶由TEMPO氧化纤维素分散于水中制得纳米纤维素分散液，再与细胞混合制得生物墨水，然后利用3D生物打印技术打印到离子交联剂中制备得到设计形状的凝胶。2.一种功能化纳米纤维素水凝胶，其特征在于，所述功能化纳米纤维素水凝胶由TEMPO氧化纤维素分散于水中制得纳米纤维素分散液，再与细胞混合制得生物墨水，然后利用3D生物打印技术打印到离子交联剂中制备得到设计形状的凝胶，最后将凝胶置于含培养基的培养皿中进行细胞培养得到。3.根据权利要求1或2所述的功能化纳米纤维素水凝胶，其特征在于，所述TEMPO氧化纤维素直径为2～10nm，平均长度为200nm～5μm，表面羧基含量为0.2～2.0mmol/g；其制备方法为：将TEMPO与NaBr按质量比1：1～10加入水中混合溶解，然后加入天然纤维素和NaClO，并调节体系pH值为8～12，进行氧化反应后加入NaClO2氧化1～5天或加入NaBH4还原0.5～10h，再后处理得到TEMPO氧化纤维素。4.根据权利要求3所述的功能化纳米纤维素水凝胶，其特征在于，所述天然纤维素为长度为1μm～10mm的棉短绒、木浆、亚麻纤维、秸秆纤维；TEMPO在水中的质量浓度为0.01～0.1％；加入天然纤维素和NaClO，其质量比TEMPO：天然纤维素：NaClO＝1：10～100：10～100。5.根据权利要求3所述的功能化纳米纤维素水凝胶，其特征在于，所述氧化反应条件为：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：石竹群，徐海宇，杨全岭，刘妍，熊传溪，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42