一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法，步骤包括：配制5％的明胶乙酸溶液，配制3％的壳聚糖乙酸溶液，混合，加入碳纤维，超声分散碳纤维，将碳纤维/壳聚糖/明胶混合溶液放入模具中，冷冻干燥得到多孔支架材料。本发明专利技术使用廉价的壳聚糖/明胶，使支架成本大大下降；同时，碳纤维具有良好的生物亲和性，优秀的力学强度使用碳纤维增强后，力学强度增加。本发明专利技术碳纤维增强壳聚糖/明胶复合支架在骨组织修复中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于医学工程的生物复合支架材料，具体地讲，是，属于材料学领域。
技术介绍
在组织工程中以支架为载体，植入细胞至受损的组织或器官部位，使植入细胞增殖与分化，经过一段时间后，复合支架降解吸收继而形成结构与功能与目标组织或器官相一致的新组织或器官，从而达到创伤修复和功能重建的目的。由于人体的组织或器官在其组成、结构以及功能方面都具有高度的复杂性。因此，对组织工程支架的性能要求也是多方面的。单一材料构建的组织工程支架往往无法满足要求。因此，利用具有不同性质的材料构建组织工程复合材料便有了很高的研究价值。壳聚糖是一种结构与细胞外基质中的主要成分糖胺聚糖十分类似的优良生然生物材料。由于壳聚糖所具有的独特分子结构、化学性质及良好的生物相容性、可吸收性、易于加工成型性等众多优点。却存在脆性大、韧性差、降解慢和孔径小等缺点。明胶胶原是人体中含量最丰富的一种结构蛋白。生物亲和力大，可吸收性强，但使用时却存在力学强度不够的缺点。碳纤维优缺点碳纤维具有良好的力学强度，但却没有可以提供组织生长的多孔结构。因此，需要一种碳纤维增强的壳聚糖与明胶复合材料，以拟补这三种材料的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多孔支架生物材料的制备方法。为了解决上述问题，本专利技术的技术方案为，材料由碳纤维、壳聚糖、明胶通过冷冻干燥复合组成，其特征在于制备步骤如下(1)用体积比冰乙酸水=1 20的乙酸溶液，溶解明胶配制成浓度为质量分数 5%的明胶乙酸溶液，超声波分散池做消泡处理；(2)用体积比冰乙酸水=1 50的乙酸溶液，溶解壳聚糖配制成浓度为质量分数3%的壳聚糖乙酸溶液，超声分散池做消泡处理；(3)按照质量比例壳聚糖明胶=1 4 6，将明胶乙酸溶液和壳聚糖乙酸溶液混合，然后称取碳纤维的质量，其为壳聚糖/明胶总质量的0. 05% 0. 10%，将其加入到壳聚糖/明胶混合溶液中，超声分散6 他，使碳纤维均勻分散在壳聚糖/明胶混合溶液中；(4)将碳纤维/壳聚糖/明胶混合溶液放入模具中，于-60°c冷井中冷冻4h，然后与-5 0°C下，70 SOKPa真空度下，冷冻干燥8h，既得到多孔支架材料。作为上述技术方案的优选实施例，碳纤维在浓硝酸中70°C下回流氧化他，用水洗至呈中性，在110°C干燥20 24h。作为上述技术方案的优选实施例，模具厚度不超过10mm。本专利技术提供了用简单的溶液共混法和冷冻干燥技术，复合制备，在壳聚糖/明胶组分中加入碳纤维，由于碳纤维有高强度、出色的耐热性、出色的抗热冲击性、低热膨胀系数、热容量小、比重小、优秀的抗腐蚀与辐射性能，加入到组分中提高了支架性能，对支架的研究运用有着良好的扩展。在制备过程中影响实验的因素很多，特别对原料的浓度与质量比，通过实验研究，确定了最优比例。与现有技术相比，本专利技术具有下列有益效果(1)成本改良使用明胶代替昂贵的胶原。使支架成本大大下降(2)力学强度改良壳聚糖/明胶复合支架的力学强度较差，使用碳纤维增强后， 力学强度增加。碳纤维具有良好的生物亲和性，优秀的力学强度。在骨组织修复中具有良好的优势。附图说明图1是实施例1的碳纤维增强壳聚糖/明胶复合支架照片。图2是实施例2的碳纤维增强壳聚糖/明胶复合支架照片。具体实施例方式实施例1将碳纤维在浓硝酸中70°C下回流氧化6h，用水洗至呈中性，在110°C干燥20h备用。准确称取的0. 2561g壳聚糖，用体积比冰乙酸水=1 50的乙酸溶液8. 5mL溶解，并超声分散池；准确称取1.0240g的明胶，用体积比冰乙酸水=1 20的乙酸溶液 20. 5mL，并超声波分散池；然后将两溶液混合。准确称取碳纤维0. 0012g,将其加入到壳聚糖/明胶混合溶液中，超声分散他，使碳纤维均勻分散在壳聚糖/明胶混合溶液中。将分散好的碳纤维/壳聚糖/明胶混合溶液放入厚度8mm的模具中，于-60°C冷井中冷冻4h，然后与-5°C下，7010 真空度下，冷冻干燥他，既得到多孔支架材料，见图1。支架产品孔洞细长，形状与骨的疏松质孔洞极为相似，成孔率较大。实施例2将碳纤维在浓硝酸中70°C下回流氧化6h，用水洗至呈中性，在110°C干燥24h备用。准确称取0. 2571g的壳聚糖，用体积比冰乙酸水=1 50的乙酸溶液8. 5mL溶解，并超声分散池；准确称取1. 5426g的明胶，用体积比冰乙酸水=1 20的乙酸溶液 30. 5mL,并超声波分散池；然后将两溶液混合。准确称取碳纤维0. 0090g,将其加入到壳聚糖/明胶混合溶液中，超声分散他，使碳纤维均勻分散在壳聚糖/明胶混合溶液中。将分散好的碳纤维/壳聚糖/明胶混合溶液放入厚度8mm的模具中，于-60°C冷井中冷冻4h，然后与0°C下，SOKI^真空度下，冷冻干燥他，既得到多孔支架材料，见图2。支架产品孔洞均勻， 成孔率大。权利要求1.，材料由碳纤维、壳聚糖、明胶通过冷冻干燥复合组成，其特征在于制备步骤如下(1)用体积比冰乙酸水=1 20的乙酸溶液，溶解明胶配制成浓度为质量分数5% 的明胶乙酸溶液，超声波分散ai做消泡处理；(2)用体积比冰乙酸水=1 50的乙酸溶液，溶解壳聚糖配制成浓度为质量分数 3%的壳聚糖乙酸溶液，超声分散ai做消泡处理；(3)按照质量比例壳聚糖明胶=1 4 6，将明胶乙酸溶液和壳聚糖乙酸溶液混合，然后准确称取一定量的碳纤维，其质量为壳聚糖/明胶总质量的0. 05% 0. 10%，将其加入到壳聚糖/明胶混合溶液中，超声分散6 他，使碳纤维均勻分散在壳聚糖/明胶混合溶液中；(4)将碳纤维/壳聚糖/明胶混合溶液放入模具中，于-60°C冷井中冷冻4h，然后与-5 0°C下，70 SOKPa真空度下，冷冻干燥8h，既得到多孔支架材料。2.根据权利要求1所述的，其特征在于碳纤维需要在浓硝酸中70°C下回流氧化他，用水洗至呈中性，在110°C干燥20 Mh。3.根据权利要求1所述的，其特征在于模具的厚度不超过10mm。全文摘要本专利技术公开了，步骤包括配制5％的明胶乙酸溶液，配制3％的壳聚糖乙酸溶液，混合，加入碳纤维，超声分散碳纤维，将碳纤维/壳聚糖/明胶混合溶液放入模具中，冷冻干燥得到多孔支架材料。本专利技术使用廉价的壳聚糖/明胶，使支架成本大大下降；同时，碳纤维具有良好的生物亲和性，优秀的力学强度使用碳纤维增强后，力学强度增加。本专利技术碳纤维增强壳聚糖/明胶复合支架在骨组织修复中具有良好的应用前景。文档编号A61L27/22GK102488928SQ20111044257公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日专利技术者廖晓玲, 徐文峰 申请人:重庆科技学院本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晓玲，徐文峰，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：