【技术实现步骤摘要】
一种有机纳米复合的双网络水凝胶3D生物打印墨水的制备方法
:
[0001]本专利技术属于材料科学领域
、
纳米材料领域
、
生物医学工程领域,具体是一种有机纳米复合的双网络水凝胶及其在
3D
生物打印及组织工程中的应用,公开了一种由非共价键和共价键双重交联的
、
可注射
、
可塑形
、
可打印的双网络水凝胶材料及其制备方法和应用
技术介绍
:
[0002]随着我国经济水平的飞速发展以及人口的老龄化的加剧,人们对健康以及医疗的需求日益加强,然而许多外伤造成的创伤是不可逆的,对这种组织来说创伤会在数年内都一直保留下来,进一步退化并最终引发疾病,如骨关节炎,导致关节功能受损,生活质量下降
。
目前的治疗策略包括自体或异体器官移植植入,这些方法大大改善了缺陷修复的结果,然而有一定的缺陷,可能会导致免疫排斥反应以及引发伦理问题,以及配型供不应求,无法作为长期的临床解决方案面向广大群体普遍应用
。
因此,迫切需要有潜力的的替代治疗方法
。
[0003]通过三维
(3D)
打印模拟复合组织结构的挤出式增材制造因其快速原型设计和创建复杂配方而在组织工程中越来越受欢迎
。
能够制造患者特定的解剖结构,以满足个性化再生医学的需求
。
生物墨水需要满足的几个基本标准包括适当的粘度,用于控制在生物打印过程中创建独立结构的灵活性,以及生物 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于明胶的高强度纳米复合水凝胶的制备,其特征在于,所述制备方法为下述两种方法中的一种
a)
方法一构成第一重网络是通过将天然有机高分子纳米颗粒进行光交联基团的改性,通过共混,加入引发剂后与聚合物单体混合均匀得到预聚合胶体凝胶,通过单体聚合反应固化进行光固化的引发,从而将构成第一重网络,将有机纳米颗粒构成的第二重网络包封在第一重网络中,即得到所述双网络有机纳米复合凝胶;
b)
方法二将构成第一重网络的聚合物单体与光引发剂共同溶解在水性溶液中与构成第二重网络的天然高分子有机纳米颗粒共混,混合均匀得到预聚合胶体,第一重网络单体聚合反应固化从而将构成第二重网络的有机纳米颗粒包封在第一重网络中,即得到所述双网络有机纳米复合凝胶;
c)
其中,所述构成第一重网络的聚合物单体是将原始羟基进行修饰改性的有引发聚合反应的基团的聚乙烯醇基高分子,浓度为
0.02
‑
1g/mL
;聚乙烯醇基高分子为直链的或多支化的聚乙烯醇基高分子中的一种或几种的组合,所述聚乙烯醇的分子量为
0.1kDa
‑
100kDa
;
d)
所述构成第二重网络的胶体网络明胶颗粒尺寸为
50nm
~
500
μ
m
;明胶颗粒表面电荷为
‑
40
~
20mV
;所述构成第二重网络的胶体网络明胶颗粒的体积分数为
φ
=
0.5
~1;方法一中明胶颗粒中明胶高分子链上共价交联基团的取代度为5~
80
%,明胶颗粒和聚乙二醇混合时的质量比例为
0.1
~
10:1。2.
一种天然高分子有机纳米复合的可注射可二次力学增强的双网络水凝胶的制备方法,其特征在于,所述方法一对明胶颗粒进行改性,明胶溶液中分别加入可与明胶表面羧基或者氨基发生酰胺化反应的化合物,通过叠氮化物
/
炔烃,巯基
/
双键
、
硫醇
/
烯烃或双烯
/
单烯键等的组合引入可光交联的双键;方法二中所述构成第一重网络的聚乙烯醇基高分子的端基修饰的引发聚合反应的基团选自丙烯酸酯
、
甲基丙烯酸缩水甘油酯
、
烯丙基异氰酸酯
、
氨基
/
醛基
、
叠氮化物
/
炔烃
、
巯基
/
双键
、
双烯
/
单烯中的一种或几种的组合
。3.
根据权利要求1所述的一种天然高分子有机纳米复合的可注射可二次力学增强的双网络水凝胶的制备方法,其特征在于,所述聚合反应为自由基聚合反应时,为紫外光诱导聚合反应或化学引发剂诱导聚合反应
。4.
根据权利要求3所述的一种天然高分子有机纳米复合的可注射可二次力学增强的双网络水凝胶的制备方法,其特征在于,所述紫外光诱导聚合反应固化的引发剂选自2‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮
、1
‑
羟基环己基苯基甲酮
、2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基
)
‑1‑
[4
‑
(
甲硫基
)
苯基
]
‑1‑
丙酮
、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦
、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯
、2
‑
二甲氨基
‑2‑
苄基
‑1‑
[4
‑
(...
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