本發(fā)明屬于組織工程支架的制備領(lǐng)域,特別涉及一種聚癸二酸丙三醇酯pgs基材料三維大孔支架的制備方法。
背景技術(shù):
聚癸二酸丙三醇酯(pgs)基材料是一種熱固性材料,其預(yù)聚物在室溫條件下為粘稠狀,不能直接應(yīng)用于支架制備,需要在無(wú)氧低壓的高溫條件下進(jìn)行熱固化才能用于組織工程支架應(yīng)用,固化的pgs基材料具有良好的生物相容性、生物可降解性能和彈性性能。而將pgs基材料制備成具有三維結(jié)構(gòu)的大孔支架更是目前的研究難點(diǎn),因?yàn)槌R?guī)的致孔技術(shù),如氣體發(fā)泡法、冷凍干燥法等,無(wú)法直接與pgs基材料的熱固化過(guò)程結(jié)合。
目前常用于制備pgs基材料大孔支架的方法為鹽粒致孔法,通常又包括兩種實(shí)施技術(shù)。一種是鹽結(jié)晶法,是將過(guò)飽和食鹽水涂抹在模具表面并將模具置于高溫環(huán)境中,隨著水分的流失,鹽會(huì)逐漸析出并形成晶體生長(zhǎng)在模具表面。其缺點(diǎn)在于:
(1)在三維結(jié)構(gòu)的模具中,結(jié)晶密度不均一,難以通過(guò)結(jié)晶的方式使鹽粒之間充分相互接觸,因而難以制備體積較大的三維結(jié)構(gòu)支架;
(2)鹽結(jié)晶在灌注pgs基材料溶液的過(guò)程中易發(fā)生坍塌,制備過(guò)程難以準(zhǔn)確控制。
另一種實(shí)施方法是向模具中填滿鹽后壓緊,使鹽顆粒之間相互接觸,以達(dá)到孔徑聯(lián)通的目的,其缺點(diǎn)在于:
(1)所用鹽粒雖經(jīng)過(guò)研磨,但無(wú)法保證其顆粒大小均一;
(2)在填壓復(fù)雜三維模具中,由于受力不均導(dǎo)致各部分鹽的密度不均勻。
由于實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,組織工程支架常需要制成各種不同的三維結(jié)構(gòu),因此探索一種操作簡(jiǎn)單方便,成本低廉,不會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生負(fù)面影響,能夠制備復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)pgs基材料大孔支架的方法顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚癸二酸丙三醇酯pgs基材料三維大孔支架的制備方法,本發(fā)明克服了現(xiàn)有聚癸二酸丙三醇(pgs)基材料大孔支架制備技術(shù)的不足,獲得一種pgs基材料三維大孔支架的制備方法,該技術(shù)以聚乳酸(plla)作為致孔劑,對(duì)細(xì)胞沒(méi)有負(fù)面影響;作為致孔劑的plla可通過(guò)不同質(zhì)量比與pgs基材料混溶后凍干再固化的方式得到不同的孔隙率;與此同時(shí),該技術(shù)操作簡(jiǎn)單方便。
本發(fā)明的一種聚癸二酸丙三醇酯pgs基材料三維大孔支架的制備方法,包括:
(1)將聚癸二酸丙三醇酯pgs基材料與聚乳酸plla混溶于溶劑中,50-60℃條件下配制成混合溶液,然后倒入模具中,冷凍后置換溶劑,冷凍干燥,得到納米纖維結(jié)構(gòu)支架;
(2)將上述納米纖維結(jié)構(gòu)支架置于溫度為180~200℃,氣壓為100pa的真空干燥箱中24~96h,固化pgs基材料的同時(shí)使plla熔化,即得聚癸二酸丙三醇酯pgs基材料三維大孔支架。
所述步驟(1)中聚癸二酸丙三醇酯pgs基材料為聚癸二酸丙三醇酯pgs、聚(癸二酸-
丙三醇-乳酸-聚乙二醇-甘油)酯pgslp中的一種。
所述步驟(1)中聚癸二酸丙三醇酯pgs基材料與聚乳酸plla的質(zhì)量比為3:7~7:3。
所述步驟(1)中混合溶液的濃度為0.1g/ml。
所述步驟(1)中溶劑為四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)中的一種或兩種。
所述步驟(1)中模具為三維模具。
所述步驟(1)中冷凍后置換溶劑具體為:-20~-80℃冷凍4~24h后用冰水混合物置換材料
中的溶劑。
所述步驟(1)中冷凍干燥時(shí)間為0.5-2d。
有益效果
(1)本發(fā)明提供了一種新的熱固性pgs基材料大孔支架的制備策略,并且該方法操作步驟簡(jiǎn)單;
(2)本發(fā)明用于使pgs基材料形成大孔結(jié)構(gòu)的聚乳酸(plla)不產(chǎn)生細(xì)胞毒性,并能增強(qiáng)材料的力學(xué)強(qiáng)度,在組織工程領(lǐng)域中有應(yīng)用前景;
(3)本發(fā)明制備的pgs基材料大孔支架可根據(jù)需要制成各種三維形貌從而適合各種需要。
附圖說(shuō)明
圖1中a、b、c分別是實(shí)施例1、2、3中制備的pgs基材料大孔支架的sem圖片;
圖2是實(shí)施例2步驟(1)中固化前pgs基材料與plla復(fù)合材料的外觀形貌;
圖3是實(shí)施例1,實(shí)施例2和實(shí)施例3所制備大孔支架的壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線;
圖4是實(shí)施例1,實(shí)施例2和實(shí)施例3所制備大孔支架的楊氏模量。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落于
本技術(shù):
所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
實(shí)施例1
一種聚癸二酸丙三醇酯(pgs)基材料三維大孔支架的制備方法,主要步驟如下:
(1)將聚癸二酸丙三醇酯(pgs)與聚乳酸(plla)以3:7(w/w)混溶于四氫呋喃中,60℃條件下配制成濃度為10%(w/v)的溶液后倒入直徑為2cm,圓柱形的三維模具中,置于-80℃冷凍4h后用冰水混合物置換材料中的溶劑,然后冷凍干燥2天得到納米纖維結(jié)構(gòu)支架;
(2)將步驟(1)中制得的納米纖維結(jié)構(gòu)支架置于溫度為180℃,氣壓為100pa的真空干燥箱中96h,固化pgs基材料的同時(shí)使plla熔化,得到具有三維結(jié)構(gòu)的,楊氏模量為7.04±1.37mpa,孔徑為639.188±196.029μm的pgs大孔支架。
實(shí)施例2
一種聚癸二酸丙三醇酯(pgs)基材料三維大孔支架的制備方法,主要步驟如下:
(1)將聚(癸二酸-丙三醇-乳酸-聚乙二醇-甘油)酯(pgslp)與聚乳酸(plla)以5:5(w/w)混溶于四氫呋喃中,60℃條件下配制成濃度為10%(w/v)的溶液后倒入直徑為3cm,圓柱形的三維模具中,置于-20℃冷凍24h后用冰水混合物置換材料中的溶劑,然后冷凍干燥2天得到納米纖維結(jié)構(gòu)支架;
(2)將步驟(1)中制得的納米纖維結(jié)構(gòu)支架置于溫度為190℃,氣壓為100pa的真空干燥箱中48h,固化pgs基材料的同時(shí)使plla熔化,得到具有三維結(jié)構(gòu)的,楊氏模量為4.48±1.01mpa,孔徑為282.529±86.927μm的pgslp大孔支架。
實(shí)施例3
一種聚癸二酸丙三醇酯(pgs)基材料三維大孔支架的制備方法,主要步驟如下:
(1)將聚(癸二酸-丙三醇-乳酸-聚乙二醇-甘油)酯(pgslp)與聚乳酸(plla)以7:3(w/w)混溶于四氫呋喃中,60℃條件下配制成濃度為10%(w/v)的溶液后倒入直徑為4cm,圓柱形的三維模具中,置于-50℃冷凍12h后用冰水混合物置換材料中的溶劑,然后冷凍干燥2天得到納米纖維結(jié)構(gòu)支架;
(2)將步驟(1)中制得的納米纖維結(jié)構(gòu)支架置于溫度為200℃,氣壓為100pa的真空干燥箱中24h,固化pgs基材料的同時(shí)使plla熔化,得到具有三維結(jié)構(gòu)的,楊氏模量為2.29±0.26mpa,孔徑為151.610±52.762μm的pgslp大孔支架。