一种直写成型3D打印生物墨水的制备及其3D打印方法技术

本发明专利技术公开了一种直写成型3D打印生物墨水的制备及其3D打印方法。该3D打印生物墨水以纤维素纳米纤维为主体，将甲基丙烯酸酐接枝到主体链段合成纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯。利用纤维素纳米纤维水凝胶剪切变稀的特性和甲基丙烯酸酯聚合物可光固化的特点，制备出具有生物相容性高，力学性能强，无毒可降解，并具备结构取向性可引导生物细胞生长分化的能力的3D打印生物墨水。应用该3D打印生物墨水打印的生物仿生结构，适合生物细胞在其中粘附、增殖和分化，是理想的生物组织重建和修复替代物。

Preparation and 3D printing method of a direct write 3D printing bio ink

【技术实现步骤摘要】
一种直写成型3D打印生物墨水的制备及其3D打印方法
本专利技术涉及3D打印生物墨水制备领域，特别是涉及一种直写成型3D打印生物墨水的制备及其3D打印方法。
技术介绍
直写成型3D打印技术(DirectinkWriting，DIW)，是3D打印技术的一个分支。直写成型3D打印技术的成型工艺不同于需要模具才能成型的传统机械成型方法，是一种用途广泛的自由成型方式。直写成型3D打印技术是将特定成分的材料按照计算机软件设定的结构进行精密成型的技术，将安装在Z轴方向上的墨水材料在X-Y打印平台上移动挤出，形成所需要的立体结构。在这其中，一般是将墨水材料存储在一个温度可控的料筒中，喷头与料筒相连并固定在Z轴定位平台上，由压力控制供料，将材料由喷头挤出，再根据材料的固化方式选择合适的固化工艺，进行固化成型。直写成型3D打印技术对生物墨水的要求是要具备合适的流变能和保形性，流变性保证可以将其顺利挤出，保形性保证挤出后可维持预设的形态结构。打印出来样品的丝径范围是几百纳米到毫米之间，与材料属性、打印速度、针孔直径和供料压力有关。应用于直写成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直写成型3D打印生物墨水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，制备纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯冻干纤维/n将纤维素纳米纤维粉末置于去离子水中搅拌均匀，再加入甲基丙烯酸酐液体，甲基丙烯酸酐液体的体积数值是纤维素纳米纤维粉末的质量数值的1～20倍，反应2～3h，再加入3～10mol/L的氢氧化钠溶液，调节混合溶液的pH值为8.0～9.0，继续反应12～24h，得到纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯；将所述纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯经过透析、冷冻干燥，得到纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯冻干纤维，于干燥避光处常温保存备用；/nS2，制备纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯液/n按照光引发剂与纤维素纳米纤维甲...

【技术特征摘要】
1.一种直写成型3D打印生物墨水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，制备纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯冻干纤维
将纤维素纳米纤维粉末置于去离子水中搅拌均匀，再加入甲基丙烯酸酐液体，甲基丙烯酸酐液体的体积数值是纤维素纳米纤维粉末的质量数值的1～20倍，反应2～3h，再加入3～10mol/L的氢氧化钠溶液，调节混合溶液的pH值为8.0～9.0，继续反应12～24h，得到纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯；将所述纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯经过透析、冷冻干燥，得到纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯冻干纤维，于干燥避光处常温保存备用；
S2，制备纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯液
按照光引发剂与纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯冻干纤维的重量比为1:15～30的比例，将光引发剂加入PBS缓冲液中，常温下磁力搅拌20～40min，再加入经过265nm紫外光消毒杀菌2～4h的纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯冻干纤维，搅拌分散1～3h，以转速5000～8000r/min，离心5min，得到纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯液，避光备用；
在纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯液中，纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯的质量百分比为1～5％，光引发剂的质量百分比为0.05～0.5％，PBS缓冲液的质量百分比为94.5～98.95％；
S3，制备直写成型3D打印生物墨水
将生物细胞重悬液按照体积浓度为10～20％的比例，与纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯液混合均匀，制备得到直写成型3D打印生物墨水；
在直写成型3D打印生物墨水中，纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯液的体积百分比为80～90％，生物细胞重悬液的体积百分比为10～20％，上述组分的体积百分比之和为100％。


2.根据权利要求1所述的直写成型3D打印生物墨水的制备方法，其特征在于，所述纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯液中，纤维素纳米纤维甲基丙烯酸酯的质量百分比为5％，光引发剂的质量百分比为0.2％，PBS缓冲液的质量百分比为94.8％。


3.根据权利要求1或2所述的直写成型3D打印生物墨水的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中纤维素纳米纤维甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耀彬，黄文华，许益超，利时雨，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：广东;44