一种石墨烯相氮化碳-硫化铋/高分子复合气管支架制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯相氮化碳

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架


[0001]本专利技术属于化合物材料制备
，更具体地说，本专利技术涉及一种石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架。

技术介绍

[0002]由于恶性肿瘤、外伤、气管狭窄或其他病变等造成的气管损伤患者的越来越多。对于成人来说，气管损伤长度应该小于气管总长度的50％，对于小孩来说，气管损伤长度应小于气管总长度的30％。而长段气管缺损患者数量较多，几乎占气管狭窄案例的一半，且其造成的死亡率高达77％，所以临床上对于长段气管缺损的修复问题不可忽视，急需移植合适的人工气管支架。然而高分子复合气管支架表面没有相应的保护层，细菌容易黏附在气管支架表面造成细菌感染，严重影响修复效果。因此，开发具有良好的抗细菌感染功能的高分子复合气管支架对于治疗植入相关感染具有重大的临床价值。
[0003]青霉素和粘菌素等抗生素的研发对细菌性疾病的治疗提供了可行性的方法。但是长期使用和过度使用抗生素促进了具有抗生素耐药性的细菌进化。为了应对这一难题，仍在研发并使用新型抗生素和耐药性抑制剂。然而细菌对目前几乎所有的抗生素都不敏感，未来单纯依靠抗生素和相关方法来控制细菌感染将变得相当危险，因此迫切需要新的抑制和杀死细菌的策略。
[0004]光动力抗菌疗法由于其侵袭性小、选择性高、副作用小等优点，在功能性医疗器械领域显示出巨大的潜力。其主要是利用光敏剂吸收光能产生活性氧(ROS)，然后ROS可以破坏细菌蛋白质甚至DNA，最终达到杀菌作用。然而，现有的生物膜和细菌膜的屏障功能可以阻止ROS的渗透，这降低了光动力抗菌效率。
[0005]目前已有多种提高细菌体内ROS有效浓度的策略，包括防止细菌粘附、破坏生物膜完整性、增强细菌膜通透性等。其中，光热处理是一种同时针对生物膜和细菌膜的有效方法，因为高温不仅能破坏生物膜结构，还能增强膜的透性。同时，它在抗菌应用方面也有许多优点，如侵袭性小、组织穿透深度深、无耐药性等。因此，将光动力疗法与光热疗法相结合，会起到显著的协同抗菌效果。
[0006]近年来，二维(2D)纳米材料作为光敏剂因其较大的表面积和独特的光学性质而引起了研究者的广泛关注。其中，石墨氮相化碳作为一种二维无金属光敏剂，由于具有良好的生物相容性、适中的带隙和良好的稳定性，在光动力抗感染方面得到了广泛的报道。硫化铋作为一种二元金属硫化物，由于其良好的生物相容性、光热转换效率高、物理化学稳定性，被广泛应用于抗菌研究。同时，掺杂锌的石墨烯相氮化碳和硫化铋可以通过静电作用形成紧密结合，构建掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结。此外，在软骨修复过程中，气管支架仅具有抗菌功能而不具有组织再生功能是不够的。因此，为了促进抗感染后的气管再生，将营养微量元素Zn掺杂到石墨烯相氮化碳中形成掺杂锌的石墨烯相氮化碳。然而，现有技术中，仍没有将掺杂锌的石墨烯相氮化碳与硫化铋复合并且掺入到高分子中制备成气管支架的研究。
[0007]由于气管支架移植后易受到细菌黏附和感染，传统抗生素对目前具有多重耐药性的细菌不起作用，以及银等重金属虽然对细菌有优异的杀菌效果，但是重金属沉积在人体体内对人体也有毒害作用。因此，寻求一种新的无毒无害，更加安全的抗菌方法来解决气管支架移植后的感染问题是非常必要的。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0009]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架，包括:将硫化铋附着在掺杂锌的石墨烯相氮化碳表面上构建掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末，将制备好的掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末加入到乙醇中制成乙醇悬浮液，然后与高分子乙醇悬浮液超声混合，离心干燥，得到掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋和高分子复合粉末，最后通过选择性激光烧结技术制得所述掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋高分子复合气管支架，其中所述高分子为聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸
‑
羟基乙醇酸共聚物、聚己内酯、聚对二氧环已酮中的至少一种。
[0010]优选的是，其中，掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末的质量分数为2～10wt％，高分子的质量分数为90～98wt％，所述高分子的粒径为40～60μm，所述掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末的粒径为1～4μm。
[0011]一种掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架的制备方法，包括以下步骤:
[0012]步骤一、首先，将硫脲溶解在去离子水中，得到硫脲溶液，硫脲与去离子水的质量体积比为1g:10mL，随后向硫脲溶液中加入硝酸铋，硫脲与硝酸铋的质量比为5:2；在第一温度下搅拌第一预设时间；随后，将产物转移到高压釜中，在第二温度下保温第二预设时间，洗涤干燥后获得硫化铋纳米棒；
[0013]步骤二、将三聚氰胺放置在马弗炉中从室温升温到第三温度并保温第三预设时间，得到块体后研磨成粉末，然后将粉末在第三温度下继续持续第三预设时间，最后得到类石墨烯相氮化碳纳米片；
[0014]步骤三、将制备好的类石墨烯相氮化碳纳米片溶解在去离子水中，类石墨烯相氮化碳纳米片和去离子水的质量体积比为1g:30mL，并超声处理第四预设时间；随后按照类石墨烯相氮化碳纳米片与醋酸锌为第一质量比添加醋酸锌，并在第四温度下搅拌至液体完全挥发；然后将所得产物干燥，将产物放置在马弗炉中在第三温度下保温第三预设时间，最后得到掺杂锌的类石墨烯相氮化碳纳米片；
[0015]步骤四、按照第二预设质量比，称取一定量的掺杂锌的类石墨烯相氮化碳纳米片和硫化铋纳米棒加入到盛有乙醇和水的烧杯中，通过超声分散将硫化铋附着在掺杂锌的类石墨烯相氮化碳纳米片上，然后将混合溶液离心干燥第五预设时间，得到掺杂锌的掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末；
[0016]步骤五、按照第四预设质量比，称取一定量的掺杂锌的掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末和高分子粉末并加入到盛有无水乙醇的烧杯中，通过超声分散第四
预设时间实现均匀分散，然后将混合溶液离心干燥，得到掺杂锌的类石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合粉末；
[0017]步骤六、将所述掺杂锌的类石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合粉末置于选择性激光烧结系统中，根据预先建立的三维模型进行层层烧结，烧结完成后去除未烧结粉末，即得到掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架。
[0018]优选的是，其中，所述步骤一中，所述第一温度为60℃，所述第一预设时间为10min；第二温度为180℃，第二预设时间为20h。
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架，其特征在于，包括:将硫化铋附着在掺杂锌的石墨烯相氮化碳表面上构建掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末，将制备好的掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末加入到乙醇中制成乙醇悬浮液，然后与高分子乙醇悬浮液超声混合，离心干燥，得到掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋和高分子复合粉末，最后通过选择性激光烧结技术制得所述掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋高分子复合气管支架，其中所述高分子为聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸
‑
羟基乙醇酸共聚物、聚己内酯、聚对二氧环已酮中的至少一种。2.根据权利要求1所述的掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架，其特征在于，掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末的质量分数为2～10wt％，高分子的质量分数为90～98wt％，所述高分子的粒径为40～60μm，所述掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末的粒径为1～4μm。3.一种根据权利要求1
‑
2任一项所述的掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋/高分子复合气管支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤一、首先，将硫脲溶解在去离子水中，得到硫脲溶液，硫脲与去离子水的质量体积比为1g:10mL，随后向硫脲溶液中加入硝酸铋，硫脲与硝酸铋的质量比为5:2；在第一温度下搅拌第一预设时间；随后，将产物转移到高压釜中，在第二温度下保温第二预设时间，洗涤干燥后获得硫化铋纳米棒；步骤二、将三聚氰胺放置在马弗炉中从室温升温到第三温度并保温第三预设时间，得到块体后研磨成粉末，然后将粉末在第三温度下继续持续第三预设时间，最后得到类石墨烯相氮化碳纳米片；步骤三、将制备好的类石墨烯相氮化碳纳米片溶解在去离子水中，类石墨烯相氮化碳纳米片和去离子水的质量体积比为1g:30mL，并超声处理第四预设时间；随后按照类石墨烯相氮化碳纳米片与醋酸锌为第一质量比添加醋酸锌，并在第四温度下搅拌至液体完全挥发；然后将所得产物干燥，将产物放置在马弗炉中在第三温度下保温第三预设时间，最后得到掺杂锌的类石墨烯相氮化碳纳米片；步骤四、按照第二预设质量比，称取一定量的掺杂锌的类石墨烯相氮化碳纳米片和硫化铋纳米棒加入到盛有乙醇和水的烧杯中，通过超声分散将硫化铋附着在掺杂锌的类石墨烯相氮化碳纳米片上，然后将混合溶液离心干燥第五预设时间，得到掺杂锌的掺杂锌的石墨烯相氮化碳
‑
硫化铋异质结复合粉末；步骤五、按照第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅词俊，钱国文，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：