本發(fā)明屬于組織工程材料領(lǐng)域，特別涉及一種復合支架材料及其制備。
背景技術(shù)：
羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物，具備有抗菌、抗病毒等作用，生物相容性好，是一種兩性聚電解質(zhì)。
碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。而作為碳材料的一種，碳納米管也具備優(yōu)良的生物相容性。一般來講，單壁碳納米管具有較高的化學惰性，其表面要純凈一些，而多壁碳納米管表面要活潑得多，結(jié)合有大量的表面基團，如羧基等。碳納米管具有良好的力學性能，抗拉強度達到50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個數(shù)量級；它的彈性模量可達1TPa，與金剛石的彈性模量相當，約為鋼的5倍。
透明質(zhì)酸是一種酸性粘多糖，以其獨特的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)在機體內(nèi)顯示出多種重要的生理功能，如潤滑關(guān)節(jié)，調(diào)節(jié)血管壁的通透性，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)，水電解質(zhì)擴散及運轉(zhuǎn)，促進創(chuàng)傷愈合等。尤為重要的是，透明質(zhì)酸具有特殊的保水作用，是目前發(fā)現(xiàn)的自然界中保濕性最好的物質(zhì)，被稱為理想的天然保濕因子。透明質(zhì)酸是一種多功能基質(zhì)，透明質(zhì)酸廣泛分布于人體各部位。其中皮膚也含有大量的透明質(zhì)酸。人類皮膚成熟和老化過程也隨著透明質(zhì)酸的含量和新陳代謝而變化，它可以改善皮膚營養(yǎng)代謝，使皮膚柔嫩、光滑、去皺、增加彈性、防止衰老，在保濕的同時又是良好的透皮吸收促進劑。與其他營養(yǎng)成分配合使用，可以起到促進營養(yǎng)吸收的更理想效果。
絲素蛋白，是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，含量約占蠶絲的70%～80%，具備良好的柔韌性、透氣透濕性、緩釋性及生物相容性。
生物支架是指在組織工程中，為細胞生長輸送營養(yǎng)及排泄代謝產(chǎn)物的三維多孔結(jié)構(gòu)的細胞載體。因此支架材料通常要求具備良好的生物相容性、三維多孔結(jié)構(gòu)和一定的力學性能。
現(xiàn)有技術(shù)中的生物支架材料分為天然材料及人工合成材料，天然材料往往具有優(yōu)良的生物相容性，但力學性能往往有所欠缺，而人工合成材料生物相容性欠佳，或者不具備相適應的力學性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明是解決現(xiàn)有技術(shù)中生物支架材料生物相容性不好，力學性能不佳的技術(shù)的問題，提供一種兼具優(yōu)異生物相容性、三維多孔結(jié)構(gòu)和力學性能的復合支架材料。
為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種復合支架材料，由以下重量份的原料組成：
羧甲基殼聚糖：10-30份；
透明質(zhì)酸：10-30份；
絲素蛋白：30-65份；
碳納米管：4-10份。
優(yōu)選地，所述碳納米管為多壁碳納米管，直徑為20-40 nm，長度為2-5微米。
羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物，具備有抗菌、抗病毒等作用，生物相容性好，是一種兩性聚電解質(zhì)；透明質(zhì)酸在維持組織形態(tài)和保持組織抗壓縮性及張力方面具有重要作用，還對細胞具有多種作用，如保護細胞，影響細胞移動、增殖和分化，影響細胞的吞噬功能，屏蔽細胞膜上的機械感受器等；絲素蛋白對細胞的粘附性較強，具備優(yōu)異的生物降解性能、生物相容性、低抗原性、低刺激性和低細胞毒性；多壁碳納米管具備優(yōu)異的力學性能和生物相容性；羧甲基殼聚糖、透明質(zhì)酸、絲素蛋白和少量碳納米管復合，制得的復合材料集合了其優(yōu)點，具有優(yōu)異的低抗原性、低刺激性和低細胞毒性，以及促進細胞增值分化性能及力學性能。
優(yōu)選地，所述的復合支架材料由以下重量份的原料組成：
羧甲基殼聚糖：20份；
透明質(zhì)酸：20份；
絲素蛋白：54份；
碳納米管：6份。
一種復合支架材料的制備方法，包括以下步驟：
A.將羧甲基殼聚糖溶解于超純水中，制得羧甲基殼聚糖水溶液；
B.將透明質(zhì)酸溶解于超純水中，制得透明質(zhì)酸水溶液；
C.將絲素蛋白溶解于超純水中，制得絲素蛋白水溶液；
D.將多壁碳納米管加入15 mg/mL 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，混合均勻后，超聲4小時，多壁碳納米管濃度為2-5 mg/mL；
E.將步驟A、B、C、D制得的溶液混合均勻，超聲3小時；
F.將海藻酸鈉溶液加入步驟E的混合溶液中，室溫條件下攪拌12小時；
G.將步驟F制得的混合溶液冷凍干燥，制得復合支架材料。
羧甲基殼聚糖在水溶液中產(chǎn)生大量帶正電荷的伯氨基，透明質(zhì)酸溶解于水后帶有負電荷，絲素蛋白溶解于水后帶負電荷，碳納米管表面吸附十六烷基三甲基溴化銨帶正電荷，海藻酸鈉溶解于水后形成大量帶負電荷的羧基，溶液混合后，由于正、負電荷相互作用形成凝膠，不需要苛刻的反應條件和額外的交聯(lián)劑。
優(yōu)選地，所述步驟F中海藻酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為5-10%，體積為混合溶液30%-50%。
優(yōu)選地，所述步驟G的凍干條件為：真空條件下，溫度為-120℃--80℃，干燥時間6-12小時。凍干后，所得產(chǎn)物為三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙多，比表面積大，可進一步搭載藥物或者細胞生長因子，達到緩釋的效果。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點如下，本發(fā)明的復合支架材料根據(jù)羧甲基殼聚糖、透明質(zhì)酸、絲素蛋白和碳納米管溶液正、負電荷的相互作用復合，制得復合物結(jié)合各原料的優(yōu)點，具有優(yōu)異的低抗原性、低刺激性和低細胞毒性，以及促進細胞生長及力學性能，凍干得到的產(chǎn)物為三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙多，比表面積大，可進一步搭載藥物或者細胞生長因子，達到緩釋的效果。
具體實施方式
實施例1：
一種復合支架材料，由以下重量份的原料組成：
羧甲基殼聚糖：10-30份；
透明質(zhì)酸：10-30份；
絲素蛋白：30-65份；
碳納米管：4-10份。
優(yōu)選地，所述碳納米管為多壁碳納米管，直徑為20-40 nm，長度為2-5微米。
羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物，具備有抗菌、抗病毒等作用，生物相容性好，是一種兩性聚電解質(zhì)；透明質(zhì)酸在維持組織形態(tài)和保持組織抗壓縮性及張力方面具有重要作用，還對細胞具有多種作用，如保護細胞，影響細胞移動、增殖和分化，影響細胞的吞噬功能，屏蔽細胞膜上的機械感受器等；絲素蛋白對細胞的粘附性較強，具備優(yōu)異的生物降解性能、生物相容性、低抗原性、低刺激性和低細胞毒性；多壁碳納米管具備優(yōu)異的力學性能和生物相容性；羧甲基殼聚糖、透明質(zhì)酸、絲素蛋白和少量碳納米管復合，制得的復合材料集合了其優(yōu)點，具有優(yōu)異的低抗原性、低刺激性和低細胞毒性，以及促進細胞增值分化性能及力學性能。
實施例2：
一種復合支架材料由以下重量份的原料組成：
羧甲基殼聚糖：20份；
透明質(zhì)酸：20份；
絲素蛋白：54份；
碳納米管：6份。
實施例3：
一種復合支架材料的制備方法，包括以下步驟：
A.將羧甲基殼聚糖溶解于超純水中，制得羧甲基殼聚糖水溶液；
B.將透明質(zhì)酸溶解于超純水中，制得透明質(zhì)酸水溶液；
C.將絲素蛋白溶解于超純水中，制得絲素蛋白水溶液；
D.將多壁碳納米管加入15 mg/mL 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，混合均勻后，超聲4小時，多壁碳納米管濃度為2-5 mg/mL；
E.將步驟A、B、C、D制得的溶液混合均勻，超聲3小時；
F.將海藻酸鈉溶液加入步驟E的混合溶液中，室溫條件下攪拌12小時；
G.將步驟F制得的混合溶液冷凍干燥，制得復合支架材料。
羧甲基殼聚糖在水溶液中產(chǎn)生大量帶正電荷的伯氨基，透明質(zhì)酸溶解于水后帶有負電荷，絲素蛋白溶解于水后帶負電荷，碳納米管表面吸附十六烷基三甲基溴化銨帶正電荷，海藻酸鈉溶解于水后形成大量帶負電荷的羧基，溶液混合后，由于正、負電荷相互作用形成凝膠，不需要苛刻的反應條件和額外的交聯(lián)劑。
優(yōu)選地，所述步驟F中海藻酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為5-10%，體積為混合溶液30%-50%。
優(yōu)選地，所述步驟G的凍干條件為：真空條件下，溫度為-120℃--80℃，干燥時間6-12小時。凍干后，所得產(chǎn)物為三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙多，比表面積大，可進一步搭載藥物或者細胞生長因子，達到緩釋的效果。
需要說明的是上述實施例僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，并沒有用來限定本發(fā)明的保護范圍，在上述基礎(chǔ)上做出的等同替換或者替代均屬于本發(fā)明的保護范圍。