一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法技术

本发明专利技术涉及3D技术领域，尤其涉及一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法。包括如下步骤：步骤一：将聚己内酯颗粒与冰乙酸混合，置于密闭环境中搅拌至均匀透明溶液，配置浓度大于25wt％；步骤二：将所述透明溶液置于3D打印平台系统中，进行聚合物支架的打印，得到聚己内酯三维支架，所述3D打印平台系统的接收基板采用金属制冷板，制冷板温度为‑20～‑10℃；步骤三：将所述聚己内酯三维支架冷冻1‑4h，再进行真空冷冻干燥5‑12h，得到表面粗糙的聚己内酯支架。容易控制，方便的实现了聚己内酯三维支架的静电3D打印制备，同时借助冷冻干燥工艺实现表面粗糙聚己内酯三维支架的制备，不引入其他化学物质，成型方便快捷，拓展了静电3D打印领域的技术方案。

A preparation method for electrostatic 3D printing of polycaprolactone scaffolds with rough surface

The invention relates to the field of 3D technology, in particular to an electrostatic 3D printing preparation method of a polycaprolactone scaffold with rough surface. It includes the following steps: step 1: mixing polycaprolactone particles with glacial acetic acid, stirring in a closed environment to a uniform transparent solution with a concentration of more than 25wt%; step 2: placing the transparent solution in a 3D printing platform system, printing the polymer support, and obtaining the three-dimensional polycaprolactone support. The receiving substrate of the three-dimensional printing platform system adopts a metal refrigeration plate. The temperature of the refrigerating plate is between 20 and 10 C. Step 3: Freeze the three-dimensional polycaprolactone scaffold for 1 4 h, then freeze-dry it for 5 12 h in vacuum to obtain the polycaprolactone scaffold with rough surface. It is easy to control and realize the electrostatic three-dimensional printing of polycaprolactone three-dimensional scaffolds. At the same time, the preparation of polycaprolactone three-dimensional scaffolds with rough surface is realized by freeze-drying technology. It does not introduce other chemicals, and the forming is convenient and fast. It expands the technical scheme in the field of electrostatic three-dimensional printing.

【技术实现步骤摘要】
一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法
本专利技术涉及3D
，尤其涉及一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法。
技术介绍
聚己内酯是一种被美国食品及药物管理局(FDA)认证的可植入可降解的生物相容性聚合物，同时由于其拥有优异的流变性能，易被加工成不同形貌的支架结构而被广泛的用作组织工程生物支架的基体材料。目前，在众多制备工艺中，静电3D打印技术能实现微米至百微米级聚己内酯三维支架可控打印构建，对干细胞微环境研究及定制化缺损组织再生研究中有着巨大的优势，但是其所制备的聚己内酯支架表面光滑，不利于细胞粘附增殖。若要实现表面拓扑结构改性，需采用化学腐蚀的方法，这一方案不但复杂繁琐，且容易引入有毒有害的化学残留物，降低了聚己内酯生物支架的安全性。因此，以简单而直接的方式在静电3D打印支架表面形成拓扑结构有着重要的研究和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法。为了实现本专利技术的目的,本专利技术采用的技术方案为：一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法，包括如下步骤：步骤一：将聚己内酯颗粒与冰乙酸混合，置于密闭环境中搅拌至均匀透明溶液，配置浓度大于25wt％；步骤二：将所述透明溶液置于3D打印平台系统中，进行聚合物支架的打印，得到聚己内酯三维支架，所述3D打印平台系统的接收基板采用金属制冷板，制冷板温度为-20～-10℃；步骤三：将所述聚己内酯三维支架冷冻1-4h，再进行真空冷冻干燥5-12h，得到表面粗糙的聚己内酯支架。所述聚己内酯的质均分子量在40000～80000之间，所述透明聚己内酯溶液的浓度为25～45wt％。所述步骤二中，所述3D打印平台系统包括：包括打印头、打印支架，所述打印头竖直设置在所述打印支架上端，所述打印支架上设置有打印台；所述打印头可以左右上下移动的设置在龙门上，所述龙门主体呈“Π”状，所述龙门下侧两端可以前后滑动的设置在打印支架两侧；所述打印支架一侧设置有静电高压电源，所述静电高压电源通过高压输入正极线与打印头连接，所述打印支架另一侧设置有控制系统，所述打印支架与控制系统连接；所述打印台上端设置有金属制冷板，所述打印台一侧设置有超低温控制柜，所述超低温控制柜为最低-20℃的低温冷却液循环系统，所述超低温控制柜通过制冷液进水管和制冷液出水管和金属制冷板连接，所述打印头在金属制冷板上打印聚己内酯支架。所述打印支架两侧壁水平设置有两个凹槽，所述龙门下侧设置有与之匹配的凸块，所述龙门通过凹槽与凸块的配合可以前后滑动的设置在打印支架两侧。所述打印头包括设置在水平导轨上的储料腔以及设置在储料腔底部的喷头，所述喷头为金属喷头，喷头为平口，孔径为20～30G。所述步骤二中，所述聚合物支架的打印包括：将所述聚己内酯溶液装入带头点胶针头的注射器中，装入微量挤出装置，连接静电高压电源，导入支架路径，调整挤出流量、针头下端至接收基板的距离和驱动电压，实现聚己内酯支架的静电3D打印。所述的针头下端至金属制冷板4的距离为3～20mm，所述的挤出流量为0.2～5ml/h。所述步骤二中，环境温度设定为16～20℃，湿度设定为20～40％。所述步骤三中，将所述聚己内酯支架在-20℃的冰箱中保存2小时，然后在冻干机中真空干燥6小时，得到表面粗糙聚己内酯三维支架。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过配置一定比例的聚己内酯与冰乙酸均匀透明溶液，并将此溶液作为静电3D打印原材料，在3D打印平台系统中，包含超低温的接受基板，进行聚合物支架的打印，得到聚己内酯三维支架，然后再将此支架冷冻及真空干燥，从而得到表面粗糙的聚己内酯支架。该方法通过超低温引起冰乙酸结晶而诱导聚己内酯溶液相分离而固化定型，容易控制，方便的实现了聚己内酯三维支架的静电3D打印制备，同时借助冷冻干燥工艺实现表面粗糙聚己内酯三维支架的制备，不引入其他化学物质，成型方便快捷，拓展了静电3D打印领域的技术方案。附图说明下面结合附图和实施案例对本专利技术做进一步的说明。图1为超低温静电3D打印机示意图；图2为表面粗糙聚己内酯支架正视图；图3为表面粗糙聚己内酯支架侧视图。其中，1.控制系统2.运动平台3.打印头4.金属制冷板5.超低温控制柜6.制冷液进水管7.制冷液出水管8.静电高压电源9.高压输入正极线10.接地极线11.聚己内酯支架。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：参见图1-3。本专利技术公开了一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法，包括如下步骤：步骤一：将聚己内酯颗粒与冰乙酸混合，置于密闭环境中搅拌至均匀透明溶液，配置浓度大于25wt％；步骤二：将所述透明溶液置于3D打印平台系统中，进行聚合物支架的打印，得到聚己内酯三维支架，所述3D打印平台系统的接收基板采用金属制冷板，制冷板温度为-20～-10℃；步骤三：将所述聚己内酯三维支架冷冻1-4h，再进行真空冷冻干燥5-12h，得到表面粗糙的聚己内酯支架。所述聚己内酯的质均分子量在40000～80000之间，所述透明聚己内酯溶液的浓度为25～45wt％。所述步骤二中，所述3D打印平台系统包括：包括打印头3、打印支架13，所述打印头3竖直设置在所述打印支架13上端，所述打印支架13上设置有打印台14；所述打印头3可以左右上下移动的设置在龙门12上，所述龙门12主体呈“Π”状，所述龙门12下侧两端可以前后滑动的设置在打印支架13两侧；所述打印支架13一侧设置有静电高压电源8，所述静电高压电源8通过高压输入正极线9与打印头3连接，所述打印支架13另一侧设置有控制系统1，所述打印支架13与控制系统1连接；所述打印台14上端设置有金属制冷板4，所述打印台14一侧设置有超低温控制柜5，所述超低温控制柜5为最低-20℃的低温冷却液循环系统，所述超低温控制柜5通过制冷液进水管6和制冷液出水管7和金属制冷板4连接，所述打印头在金属制冷板4上打印聚己内酯支架11。所述打印支架13两侧壁水平设置有两个凹槽15，所述龙门12下侧设置有与之匹配的凸块，所述龙门12通过凹槽15与凸块的配合可以前后滑动的设置在打印支架14两侧。所述打印头包括设置在水平导轨上的储料腔以及设置在储料腔底部的喷头，所述喷头为金属喷头，喷头为平口，孔径为20～30G。所述步骤二中，所述聚合物支架的打印包括：将所述聚己内酯溶液装入带头点胶针头的注射器中，装入微量挤出装置，连接静电高压电源，导入支架路径，调整挤出流量、针头下端至接收基板的距离和驱动电压，实现聚己内酯支架的静电3D打印。所述的针头下端至金属制冷板4的距离为3～20mm，所述的挤出流量为0.2～5ml/h。所述步骤二中，环境温度设定为16～20℃，湿度设定为20～40％。所述步骤三中，将所述聚己内酯支架在-20℃的冰箱中保存2小时，然后在冻干机中真空干燥6小时，得到表面粗糙聚己内酯三维支架。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将聚己内酯颗粒与冰乙酸混合，置于密闭环境中搅拌至均匀透明溶液，配置浓度大于25wt％；步骤二：将所述透明溶液置于3D打印平台系统中，进行聚合物支架的打印，得到聚己内酯三维支架，所述3D打印平台系统的接收基板采用金属制冷板，制冷板温度为‑20～‑10℃；步骤三：将所述聚己内酯三维支架冷冻1‑4h，再进行真空冷冻干燥5‑12h，得到表面粗糙的聚己内酯支架。

【技术特征摘要】
1.一种表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将聚己内酯颗粒与冰乙酸混合，置于密闭环境中搅拌至均匀透明溶液，配置浓度大于25wt％；步骤二：将所述透明溶液置于3D打印平台系统中，进行聚合物支架的打印，得到聚己内酯三维支架，所述3D打印平台系统的接收基板采用金属制冷板，制冷板温度为-20～-10℃；步骤三：将所述聚己内酯三维支架冷冻1-4h，再进行真空冷冻干燥5-12h，得到表面粗糙的聚己内酯支架。2.根据权利要求1所述的表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法，其特征在于：所述聚己内酯的质均分子量在40000～80000之间，所述透明聚己内酯溶液的浓度为25～45wt％。3.根据权利要求1所述的表面粗糙的聚己内酯支架的静电3D打印制备方法，其特征在于：所述步骤二中，所述3D打印平台系统包括：包括打印头(3)、打印支架(13)，所述打印头(3)竖直设置在所述打印支架(13)上端，所述打印支架(13)上设置有打印台(14)；所述打印头(3)可以左右上下移动的设置在龙门(12)上，所述龙门(12)主体呈“Π”状，所述龙门(12)下侧两端可以前后滑动的设置在打印支架(13)两侧；所述打印支架(13)一侧设置有静电高压电源(8)，所述静电高压电源(8)通过高压输入正极线(9)与打印头(3)连接，所述打印支架(13)另一侧设置有控制系统(1)，所述打印支架(13)与控制系统(1)连接；所述打印台(14)上端设置有金属制冷板(4)，所述打印台(14)一侧设置有超低温控制柜(5)，所述超低温控制柜(5)为最低-20℃的低温冷却液循环系统，所述超低温控制柜(5)通过制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文超，张祥林，石磊，周奎，艾凡荣，曹传亮，刘东雷，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36