[发明专利]一种掺杂石墨烯的仿生复合支架材料及其构建方法

摘要

本发明属于组织工程支架材料领域，提供一种掺杂石墨烯的仿生复合支架材料及其构建方法。首先制备Cs乙酸溶液、GP水溶液、Gel水溶液、石墨烯悬液，在将Cs乙酸溶液与GP水溶液混合制备Cs/GP溶液A；将Gel水溶液加入Cs/GP溶液A中制备Cs/GP/Gel溶液B；最后，将石墨烯悬液加入到Cs/GP/Gel溶液B中制备Cs/GP/Gel/Gr溶液C，将其转移到低温模具中，进行低温冷冻干燥及后续处理后，得到仿生软骨复合支架材料。仿生软骨复合支架材料中壳聚糖Cs、β‑甘油磷酸钠GP、明胶Gel、石墨烯Gr的质量比为1:(5～20):(1～5):(0.02～0.08)。本发明工艺简单、易控，制造成本较低，所制得的支架产品孔径较均匀，孔道结构相互贯通，具有优异的仿生效果。

主权项

1.一种掺杂石墨烯的仿生软骨复合支架材料的构建方法，其特征在于以下步骤：(1)将壳聚糖Cs粉末加入乙酸溶液中，在40～60℃条件下，磁力搅拌，得到浓度为20～30g/L的Cs乙酸溶液，将Cs乙酸溶液离心处理进行脱气、脱渣；(2)将β‑甘油磷酸钠GP粉末加入去离子水中，室温下磁力搅拌，得到浓度为1000～3000g/L的GP水溶液；(3)将明胶Gel颗粒加入去离子水中，40～60℃条件下，磁力搅拌，得到浓度为60～80g/L的Gel水溶液；(4)将石墨烯Gr粉末加入去离子水中，超声分散处理后获得均匀稳定的褐色的石墨烯悬液，其中，石墨烯悬液中Gr浓度为2～10g/L；(5)室温下，将步骤(2)制备的GP水溶液逐滴到步骤(1)制备得到的Cs乙酸溶液中，搅拌后制备成Cs/GP溶液A；滴加过程中观察溶液无明显絮状物质出现，否则视为失败；(6)室温下，将步骤(3)制备的Gel水溶液加入到步骤(5)制备得到的Cs/GP溶液A中，搅拌后制备成Cs/GP/Gel溶液B；(7)室温下，将步骤(4)制备的石墨烯悬液加入到步骤(6)制备的Cs/GP/Gel溶液B中，搅拌均匀后进行超声分散后，得到Cs/GP/Gel/Gr溶液C；所述的Cs/GP/Gel/Gr溶液C中石墨烯悬液的含量为5～20％v/v；(8)将步骤(7)中制备的Cs/GP/Gel/Gr溶液C全部转移到低温模具中，防止石墨烯团聚沉淀而出现相分离；并将低温模具在‑20～‑40℃条件下预冻20～30h后，转移至冷冻干燥机中冷冻干燥20～40h，冷冻干燥结束后打碎模具，取出支架预产物，去除表面致密层；然后将支架预产物浸置于Na2HPO4溶液中洗涤4～6h，后置于无水甲醇中6～12h以将溶剂萃取干净；最后将材料于‑20～‑40℃条件下预冻成型，冷冻干燥机中继续干燥20～40h，得到Cs/GP/Gel/Gr仿生软骨复合支架材料。