【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于3d打印胶原蛋白生物材料，具体涉及一种“一步法”原位实时3d打印的胶原蛋白生物墨水、制备方法及应用。
技术介绍
1、皮肤作为人体与外界的第一道防线，容易受到外界环境的伤害。皮肤损伤可由多种原因引起，包括机械损伤、化学损伤、手术伤口等急性伤口和烧伤、感染、糖尿病等慢性伤口。全层皮肤损伤创面易于感染各种环境细菌，导致炎症反应延长，伤口难以愈合。为了提高伤口愈合效率，已经研究了自体移植、同种异体移植和异种移植等方法，但存在感染、损伤其他软组织、免疫排斥反应等风险。因此，组织工程皮肤被广泛开发作为缺损皮肤处的屏障，根据伤口的程度覆盖，并帮助伤口愈合。胶原蛋白占人体皮肤干重的75％，是皮肤ecm的主要结构蛋白。由于其优异的生物相容性、生物降解性和低免疫原性，胶原蛋白被广泛用于制备组织工程再生支架。
2、3d生物打印作为最先进的制造技术之一，具有制造复杂、精密的组织工程支架的潜力。与传统组织工程制造技术相比，3d生物打印技术具有简便、高效、高精度、可定制等显著优势。挤出式生物打印是目前最常用的3d生物打印技术之一，已成功应用于皮肤、骨骼、心脏瓣膜、角膜等组织再生工程中。然而，独立的胶原蛋白溶液难以打印，目前通常采用支撑浴，改变温度和ph，挤出后加入交联剂等策略进行3d打印。
3、胶原蛋白生物墨水和3d生物打印技术结合，在组织工程领域具有巨大的应用潜力。目前胶原蛋白的3d打印仍然存在诸多问题：①引入支撑浴的方法操作繁琐，存在支撑浴残留的问题；②迅速变温或者改变ph的方式，胶原蛋白存在变性风险；③在胶原蛋白
4、针对上述技术问题，本专利技术意外发现在胶原蛋白中加入微量甲基丙烯酸酐(ma)后，与光引发剂lap混合可以通过“一步法”实现胶原蛋白的高效原位实时3d生物打印。通过上述方法3d打印得到的胶原蛋白生物支架，具有微米级分辨率、良好的机械强度以及抗溶胀和抗降解性能。该胶原蛋白生物支架具有优异的生物相容性，能够促进hff-1细胞的增殖、黏附、迁移以及分化。在大鼠全层皮肤损伤模型中，该胶原蛋白生物支架显著促进了全层皮肤损伤修复。胶原蛋白生物墨水“一步法”原位实时3d生物打印方法的开发，在组织再生工程和临床医学领域具有巨大的应用潜力。
技术实现思路
1、本专利技术的首要目的是提供一种“一步法”原位实时3d打印的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述胶原蛋白生物墨水由胶原蛋白溶液、甲基丙烯酸酐和光引发剂混合制成，在405nm波长的蓝光照射下进行固化。
2、优选的，所述的胶原蛋白生物墨水中胶原蛋白溶液与甲基丙烯酸酐的体积比为1：0.001-0.04；
3、优选的，所述胶原蛋白溶液与光引发剂溶液的体积比为1：0.01-1。
4、优选的，所述的胶原蛋白溶液的浓度为1-3％m/v。
5、优选的，所述的光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂(lap)，2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(i2959)和黄素单核苷酸(fmn)中的一种或几种。
6、优选的，所述的光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂(lap)。
7、本专利技术的第二目的是提供使用所述的胶原蛋白生物墨水进行3d打印的方法，所述的方法包括以下步骤：
8、(1)将冻干胶原蛋白溶于醋酸溶液中制备；
9、(2)将步骤(1)所得胶原蛋白溶液在醋酸溶液中进行梯度透析；
10、(3)将步骤(2)透析后胶原蛋白溶液在超纯水中透析至中性；
11、(4)在步骤(3)所述胶原蛋白溶液中加入甲基丙烯酸酐以及光引发剂混合均匀制备胶原蛋白生物墨水；
12、(5)将步骤(4)所得生物墨水加入到针管中置于挤出式3d打印机中，4-25℃通过挤出后光固化成型的方式进行原位实时3d打印，即可获得具有目标结构的胶原蛋白生物支架。
13、本专利技术的第三目的是提供通过所述的方法制备得到的胶原蛋白生物支架。
14、本专利技术的第四目的是提供所述的胶原蛋白生物支架在制备植入剂、人工皮肤、人工骨、止血海绵、支架材料、医疗器械中的应用。
15、本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供了一种“一步法”原位实时3d打印的胶原蛋白生物墨水，所述的生物墨水通过将甲基丙烯酸酐和光引发剂lap与胶原蛋白溶液直接混合得到；
16、(2)本专利技术所述的胶原蛋白生物墨水，具有良好、稳定的可挤出性能，可直接通过挤出式原位实时3d打印制备为目标三维结构，避免了二次交联带来的步骤繁琐以及胶原活性降低的风险，且在挤出后能够保持稳定的形状；
17、(3)本专利技术所述的胶原蛋白生物墨水制备得到的支架，其力学强度远高于相同浓度下的胶原蛋白，具有良好的机械强度，稳定的抗溶胀和抗降解性能；
18、(4)本专利技术所述的胶原蛋白生物墨水制备得到的支架，可显著促进细胞的增殖和黏附；
19、(5)本专利技术提供的胶原蛋白生物墨水制备得到的支架，具有优异的生物活性，能够显著促进全层皮肤损伤的表皮再生以及胶原纤维的有序沉积，有效促进皮肤损伤的修复。
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1.一种“一步法”原位实时3D打印的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述胶原蛋白生物墨水由胶原蛋白溶液、甲基丙烯酸酐和光引发剂混合制成，在405nm波长的蓝光照射下进行固化。
2.如权利要求1所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的胶原蛋白生物墨水中胶原蛋白溶液与甲基丙烯酸酐的体积比为1：0.001-0.04。
3.如权利要求1所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的胶原蛋白生物墨水中胶原蛋白溶液与光引发剂溶液的体积比为1：0.01-1。
4.如权利要求1所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的胶原蛋白溶液的浓度为1-3％m/v。
5.如权利要求1所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂，2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮和黄素单核苷酸中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的光引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂。
7.使用权利要求1-6任一项所述的胶原蛋白生物墨水进行原位实时
8.通过权利要求7所述的方法制备得到的胶原蛋白生物支架。
9.权利要求8所述的胶原蛋白生物支架在制备植入剂、人工皮肤、人工骨、止血海绵、支架材料、医疗器械中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种“一步法”原位实时3d打印的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述胶原蛋白生物墨水由胶原蛋白溶液、甲基丙烯酸酐和光引发剂混合制成，在405nm波长的蓝光照射下进行固化。
2.如权利要求1所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的胶原蛋白生物墨水中胶原蛋白溶液与甲基丙烯酸酐的体积比为1：0.001-0.04。
3.如权利要求1所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的胶原蛋白生物墨水中胶原蛋白溶液与光引发剂溶液的体积比为1：0.01-1。
4.如权利要求1所述的胶原蛋白生物墨水，其特征在于，所述的胶原蛋白溶液的浓度为1-3％m/v。
5.如权利要求1所述的胶原蛋白生物...
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