本發(fā)明涉及醫(yī)用植入材料，尤其涉及一種支架復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、脊柱支架是脊柱外科手術(shù)中常用的植入物，傳統(tǒng)支架材料主要為鈦合金、peek等。然而，這些材料雖然力學(xué)性能良好，但生物相容性和骨整合能力有待提高。近年來(lái)，石墨烯由于其優(yōu)異的力學(xué)、導(dǎo)電和抗菌等特性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。但石墨烯本身難以加工成型，且可能會(huì)引起一定的毒性效應(yīng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種支架復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明所述制備方法制備得到的支架復(fù)合材料不僅對(duì)成骨細(xì)胞無(wú)明顯毒性，反而可促進(jìn)細(xì)胞增殖分化；且所述支架復(fù)合材料誘導(dǎo)新骨形成能力強(qiáng)，骨整合更迅速牢固。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種支架復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
4、將氧化石墨烯分散液和聚乳酸分散液混合后，依次進(jìn)行固化和熔融擠出，得到3d打印氧化石墨烯/聚乳酸復(fù)合線材；
5、將所述3d打印氧化石墨烯/聚乳酸復(fù)合線材依次進(jìn)行3d打印，得到支架；
6、將所述支架進(jìn)行退火處理，得到所述支架復(fù)合材料。
7、優(yōu)選的，所述氧化石墨烯分散液中的溶劑和聚乳酸分散液中的溶劑獨(dú)立地包括二氟甲烷、氟化苯、二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺中的一種或幾種。
8、優(yōu)選的，所述混合在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的溫度為28～35℃，時(shí)間為40～80min；
9、所述聚乳酸分散液由聚乳酸和有機(jī)溶劑混合得到；所述聚乳酸和有機(jī)溶劑的混合溫度為28～35℃，時(shí)間為90～180min。
10、優(yōu)選的，所述固化的方式為真空干燥；
11、所述真空干燥的溫度為50～70℃，時(shí)間為24h。
12、優(yōu)選的，所述熔融擠出的?？跍囟葹?90～210℃，螺桿轉(zhuǎn)速為12～17r/min。
13、優(yōu)選的，所述3d打印氧化石墨烯/聚乳酸復(fù)合線材中的氧化石墨烯與聚乳酸的質(zhì)量比為(0.001～0.0025)：1。
14、優(yōu)選的，所述退火處理在烘箱中進(jìn)行；
15、所述烘箱的溫度為100～140℃，時(shí)間為30～90min。
16、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的支架復(fù)合材料。
17、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的支架復(fù)合材料在制備醫(yī)用植入材料中的應(yīng)用。
18、優(yōu)選的，所述醫(yī)用植入材料為脊柱支架材料。
19、本發(fā)明提供了一種支架復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：將氧化石墨烯分散液和聚乳酸分散液混合后，依次進(jìn)行固化和熔融擠出，得到3d打印氧化石墨烯/聚乳酸復(fù)合線材；將所述3d打印氧化石墨烯/聚乳酸復(fù)合線材依次進(jìn)行3d打印，得到支架；將所述支架進(jìn)行退火處理，得到所述支架復(fù)合材料。氧化石墨烯作為一種納米材料，具有大比表面積和優(yōu)異的電子傳輸特性，這些特性有助于促進(jìn)骨細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)，同時(shí)可以通過調(diào)控細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑，增強(qiáng)骨細(xì)胞的活性和骨形成過程。聚乳酸可以作為基質(zhì)在一定程度上包裹和隔離石墨烯納米片，并且聚乳酸與氧化石墨烯形成的復(fù)合物也會(huì)在界面處形成屏障，減少對(duì)細(xì)胞的直接接觸和影響，從而減少細(xì)胞毒性。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明所述支架復(fù)合材料不僅對(duì)成骨細(xì)胞無(wú)明顯毒性，反而可促進(jìn)細(xì)胞增殖分化。動(dòng)物植入實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明所述支架復(fù)合材料誘導(dǎo)新骨形成能力強(qiáng)，骨整合更迅速牢固。本發(fā)明所述支架復(fù)合材料的彈性模量為3～5gpa，接近皮質(zhì)骨；導(dǎo)電率為10～100s/m，利于神經(jīng)電信號(hào)傳導(dǎo)；對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等常見致病菌的抑菌率>99％。
20、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述技術(shù)方案具有以下有益效果：
21、1)氧化石墨烯顯著提高了pla基體的力學(xué)強(qiáng)度，使其更接近天然骨組織；
22、2)氧化石墨烯賦予復(fù)合材料良好導(dǎo)電性，有利于支架與宿主骨之間的電生理耦聯(lián)；
23、3)氧化石墨烯具有獨(dú)特的抗菌機(jī)制，可預(yù)防支架相關(guān)感染的發(fā)生；
24、4)3d打印工藝實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)可控制備，個(gè)性化程度高。
1.一種支架復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液中的溶劑和聚乳酸分散液中的溶劑獨(dú)立地包括二氟甲烷、氟化苯、二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的溫度為28～35℃，時(shí)間為40～80min；
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述固化的方式為真空干燥；
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熔融擠出的?？跍囟葹?90～210℃，螺桿轉(zhuǎn)速為12～17r/min。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述3d打印氧化石墨烯/聚乳酸復(fù)合線材中的氧化石墨烯與聚乳酸的質(zhì)量比為(0.001～0.0025)：1。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述退火處理在烘箱中進(jìn)行；
8.權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的支架復(fù)合材料。
9.權(quán)利要求8所述的支架復(fù)合材料在制備醫(yī)用植入材料中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述醫(yī)用植入材料為脊柱支架材料。