一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印TPMS双网络多孔结构仿生水凝胶敷料的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种
3D
打印
TPMS
双网络多孔结构仿生水凝胶敷料的制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]皮肤作为人体最大的器官，覆养于全身表面，是防止病原生物侵害和体内水分流失的主要屏障
。
然而，慢性创面特别是糖尿病引起的创面给患者带来严重的身心伤害，同时也给家庭和社会增加负担
。
传统治疗方法如清创
、
外科手术和皮瓣移植存在一些缺陷，如治疗时间长
、
并发症风险高等，开发一种促进创面高质量愈合的治疗方法对于慢性创面的管理与治疗非常重要
。
[0003]甲基丙烯酸酐化明胶
(GelMA)
具有良好的生物相容性
、
细胞黏附性和可降解性，能够模拟细胞外基质的结构和功能，适用于光交联技术，可通过紫外光或可见光激发其固化反应，形成可控的三维网络结构
。
然而，单纯的
GelMA
水凝胶在力学强度和降解速率方面存在一些不足，可能导致组织修复过程中支架的失效
。
甲基丙烯酰化透明质酸
(HAMA)
是一种具有较高力学强度和稳定性的高分子水凝胶，但其生物相容性较差，如果能将
GelMA
和
HAMA
复合形成双网络水凝胶，可以实现两种材料的互补，提高支架的整体性能/>。
[0004]三周期极小曲面结构
(TPMS)
是一种具有连续表面的可渗透单胞结构的无限非自相交三维周期性曲面结构，具有高孔隙率
、
高比表面积和高强度质量比的特点，并且具备复杂和高度对称的结构，可以用简洁的数学表达式来描述
。TPMS
结构在组织工程研究领域引起广泛关注，因为其具有引导细胞黏附和输送营养物质的能力，从而促进创面修复，并通过其相对稳定的力学性能提供稳定的皮肤屏障功能
。
数字光处理
(DLP)
技术是一种高精度
、
高效率的三维打印技术，可以实现制备高精度的
TPMS
结构水凝胶，目前未见报道三维打印制备
TPMS
结构水凝胶的相关报道
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种
3D
打印
TPMS
双网络多孔结构仿生水凝胶敷料的制备方法，在
GelMA
水凝胶中引入
HAMA
形成
GelMA
‑
HAMA
双网络水凝胶，接近人体细胞外基质
(ECM)
的组成，同时结合
TPMS
结构设计并通过
DLP
技术得到，所得仿生水凝胶敷料力学强度高，同时保持良好的生物相容性和可塑性
。
[0006]本专利技术的另一目的是提供前述
3D
打印
TPMS
双网络多孔结构仿生水凝胶敷料在创面高质量愈合和修复中的应用，特别是用于制备糖尿病慢性创面愈合和修复的药物或产品
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种
3D
打印
TPMS
双网络多孔结构仿生水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)
配制
GelMA
溶液和
HAMA
溶液，
GelMA
冻干粉
、HAMA
冻干粉分别与
LAP
光交联剂一起加入到
PBS
溶液中，在一定温度条件下水浴震荡溶解得到；
[0010](2)GelMA
溶液和
HAMA
溶液按体积比为1‑
10:1
混合均匀，得到
GelMA
‑
HAMA
双网络水凝胶；
[0011](3)
软件设计
TPMS
结构；
[0012](4)
采用
EFL
光固化打印机，设置平台温度为
37℃
和料槽温度为
40℃
预热打印机，导入所述
TPMS
结构的
STL
文件，设置阵列模型的打印摆放位置和打印参数进行水凝胶打印，即得；其中：
[0013]中心原始模型位置坐标：
X
‑
24
，
Y
‑
13.5
；
[0014]两侧阵列模型位置坐标：
X
‑
20
，
Y
‑
13.5
；
X
‑
28
，
Y
‑
13.5
；
[0015]固化参数包括：光照强度为
19mW/cm2，曝光时间为
4.5s
，基层层数为1层，基层曝光时间为
10s
，打印层高为
50
μ
m
；
[0016]剥离参数包括：剥离距离为
6mm
，抬升高度为
0mm
，剥离速度为
25mm/min
，抬升速度为
100mm/min
，剥离回复速度为
180mm/min。
[0017]作为优选，步骤
(1)
中，所述
GelMA
溶液的浓度为
15
％
(w/v)
，通过
GelMA
冻干粉和
LAP
光交联剂加入到
PBS
溶液中，
70℃
水浴震荡溶解得到
。
[0018]作为优选，步骤
(1)
中，所述
HAMA
溶液的浓度为1‑3％
(w/v)
，通过
HAMA
冻干粉和
LAP
光交联剂加入到
PBS
溶液中，
37℃
水浴震荡溶解得到
。
[0019]作为优选，步骤
(3)
中，所述
TPMS
结构选自不同孔隙率的
Diamond、I
‑
WP、Gyroid、Primitive
，包括
Diamond(30
％
、35
％
、40
％
)、I
‑
WP(35
％
、40
％
、45
％
)、Gyroid(40
％
、45本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
3D
打印
TPMS
双网络多孔结构仿生水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：配制
GelMA
溶液和
HAMA
溶液，
GelMA
冻干粉
、HAMA
冻干粉分别与
LAP
光交联剂一起加入到
PBS
溶液中，在一定温度条件下水浴震荡溶解得到；步骤2：
GelMA
溶液和
HAMA
溶液按体积比为1‑
10:1
混合均匀，得到
GelMA
‑
HAMA
双网络水凝胶；步骤3：软件设计
TPMS
结构；步骤4：采用
EFL
光固化打印机，设置平台温度为
37℃
和料槽温度为
40℃
预热打印机，导入所述
TPMS
结构的
STL
文件，设置阵列模型的打印摆放位置和打印参数进行水凝胶打印，即得；其中：中心原始模型位置坐标：
X
‑
24
，
Y
‑
13.5
；两侧阵列模型位置坐标：
X
‑
20
，
Y
‑
13.5
；
X
‑
28
，
Y
‑
13.5
；固化参数包括：光照强度为
19mW/cm2，曝光时间为
4.5s
，基层层数为1层，基层曝光时间为
10s
，打印层高为
50
μ
m
；剥离参数包括：剥离距离为
6mm
，抬升高度为
0mm
，剥离速度为
25mm/min
，抬升速度为
100mm/min
，剥离回复速度为
180mm/min。2.
根据权利要求1所述
3D
打印
TPMS
双网络多孔结构仿生水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述
GelMA
溶液的浓度为
15
％
w/v
，通过
GelMA
冻干粉和
LAP
光交联剂加入到
PBS
溶液中，
70℃
水浴震荡溶解得到
。3.
根据权利要求1所述
3D
打印
TP...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳学峥，朱鴷，付新新，丁能，杜安通，吴海媚，刘金岳，桂启翔，韩丹，牛钟璞，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：