CN102488928A - 一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于医学工程的生物复合支架材料，具体地讲，是一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法，属于材料学领域。
背景技术
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。
发明内容
本发明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，本发明的技术方案为：一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法，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2h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2h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6～8h，使碳纤维均匀分散在壳聚糖/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℃冷井中冷冻4h，然后与-5～0℃下，70～80KPa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℃下回流氧化6h，用水洗至呈中性，在110℃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。
本发明提供了用简单的溶液共混法和冷冻干燥技术，复合制备一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法，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，本发明具有下列有益效果：
(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。
具体实施方式
实施例1
将碳纤维在浓硝酸中70℃下回流氧化6h，用水洗至呈中性，在110℃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2h；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2h；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6h，使碳纤维均匀分散在壳聚糖/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℃冷井中冷冻4h，然后与-5℃下，70KPa真空度下，冷冻干燥8h，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℃下回流氧化6h，用水洗至呈中性，在110℃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2h；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2h；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8h，使碳纤维均匀分散在壳聚糖/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℃冷井中冷冻4h，然后与0℃下，80KPa真空度下，冷冻干燥8h，既得到多孔支架材料，见图2。支架产品孔洞均匀，成孔率大。
Claims (3)
1.一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法，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2h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2h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6～8h，使碳纤维均匀分散在壳聚糖/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℃冷井中冷冻4h，然后与-5～0℃下，70～80KPa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所述的一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法，其特征在于：碳纤维需要在浓硝酸中70℃下回流氧化6h，用水洗至呈中性，在110℃干燥20～24h。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强生物复合支架材料的制备方法，其特征在于：模具的厚度不超过10mm。
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|---|---|
| CN (1) | CN102488928A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103585320A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-02-19 | 海南卫康制药(潜山)有限公司 | 茵栀黄组合物冻干口腔崩解片 |
| WO2021135060A1 (zh) * | 2019-12-29 | 2021-07-08 | 苏州阿德旺斯新材料有限公司 | 一种碳纤维基多孔材料、碳纤维基复合相变材料、制备方法及其应用 |
| CN114197205A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-03-18 | 四川大学 | 一种改性碳纤维及其制备方法和用途 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1094066A (zh) * | 1994-03-18 | 1994-10-26 | 安徽大学 | 含碳纤维的壳聚糖复合膜及其制备工艺 |
| CN1272384A (zh) * | 2000-05-09 | 2000-11-08 | 天津大学 | 壳聚糖/明胶网络支架材料 |
| JP2004269333A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Akira Kurumada | リン酸カルシウム系材料を含む炭素繊維強化複合材料成形体、その製造方法およびこれを用いた人工骨 |
| WO2006002253A2 (en) * | 2004-06-23 | 2006-01-05 | Hani Awad | Native soft tissue matrix for therapeutic applications |
| CN102178980A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-09-14 | 东南大学 | 天然高分子复合多孔纤维支架及其制备方法 |
-
2011
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1094066A (zh) * | 1994-03-18 | 1994-10-26 | 安徽大学 | 含碳纤维的壳聚糖复合膜及其制备工艺 |
| CN1272384A (zh) * | 2000-05-09 | 2000-11-08 | 天津大学 | 壳聚糖/明胶网络支架材料 |
| JP2004269333A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Akira Kurumada | リン酸カルシウム系材料を含む炭素繊維強化複合材料成形体、その製造方法およびこれを用いた人工骨 |
| WO2006002253A2 (en) * | 2004-06-23 | 2006-01-05 | Hani Awad | Native soft tissue matrix for therapeutic applications |
| CN102178980A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-09-14 | 东南大学 | 天然高分子复合多孔纤维支架及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 夏万尧等: "壳聚糖-明胶多孔复合支架构建自体组织工程化软骨组织的实验研究", 《中华医学杂志》 * |
| 徐文峰等: "碳纤维/聚乳酸/壳聚糖三元多孔复合支架材料的制备及评价", 《材料导报：研究篇》 * |
| 沈烈等: "碳纤维增强羟基磷灰石/聚乳酸复合生物材料的制备和力学性能", 《实验力学》 * |
| 裴莹等: "胶原及明胶基天然高分子复合材料研究进展", 《高分子通报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103585320A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-02-19 | 海南卫康制药(潜山)有限公司 | 茵栀黄组合物冻干口腔崩解片 |
| WO2021135060A1 (zh) * | 2019-12-29 | 2021-07-08 | 苏州阿德旺斯新材料有限公司 | 一种碳纤维基多孔材料、碳纤维基复合相变材料、制备方法及其应用 |
| CN114197205A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-03-18 | 四川大学 | 一种改性碳纤维及其制备方法和用途 |
| CN114197205B (zh) * | 2022-01-19 | 2023-09-08 | 四川大学 | 一种改性碳纤维及其制备方法和用途 |
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