CN113262325A - 一种3d打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料及其制备方法 - Google Patents

一种3d打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料及其制备方法，由骨诱导性的磷酸钙做为基体材料，海藻酸钠和甲基丙烯酸酰化明胶分别通过离子交联和光交联的方式形成互穿聚合物网络的交联结构后做为复合材料体系，最终通过同轴打印方式在夹心结构外层负载抗菌性药物，在夹心结构内层负载促骨修复药物，使得支架在植入初期起到抗菌抗炎功效，在植入后期发挥促骨修复的潜能；抗菌性药物为黄连素，促骨修复药物为淫羊藿苷；支架为具有宏观打印大孔以及内部毛细微纳孔结构，具有3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生材料。本发明起到促进骨组织修复再生并具有特异生物功能的功效。

Description

一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支 架材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医学材料技术领域，特别是涉及一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料及其制备方法。
背景技术
骨组织工程研究领域旨在设计出优于自体骨和同种异体骨的材料。总的目标是准备材料，可以植入骨缺损部位，然后由接受者的病人自己的细胞重塑。骨组织工程材料(如金属、陶瓷、高分子或其复合材料)可以应用于各种形式，如薄膜和三维(3D)支架。这些材料通常以支架的形式组装，支架作为细胞附着和矿化基质沉积的支持结构，通过提供力学支撑和适当的环境，促进细胞附着、增殖和分化，暂时发挥细胞外基质(ECM)在组织再生中的作用。根据缺陷部位和患者的健康状况，需要不同的结构和功能材料特性，以确保所选策略的实用性。骨组织工程材料的设计也是由对其功能至关重要的健康骨组织的特性决定的，例如有利于细胞和血管浸润的多孔结构以及骨基质的多尺度组织和层次结构。还必须考虑如何将生物材料引入骨缺损位点(即传递策略)。传统骨支架材料虽然强度高，但是可塑性和表面性能差，而3D打印技术基于逐层累加原理，依靠程序控制，在打印结构复杂的构件上具有巨大优势。例如，打印细丝相对于中间孔隙的空间排列可以精确地定义，这导致支架具有优越的孔互连性，并且相对于其他制造方法产生的支架具有更好的力学强度。因此用其成型骨组织工程支架具有先天技术优势。骨组织具有典型的三维多孔结构，特别适合使用3D打印技术制造，3D打印的骨组织工程支架已经应用于临床，但是仍然存在一些不足，如支架植入后成骨性能不佳导致骨组织愈合缓慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：如何提供一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料及其制备方法，以起到促进骨组织修复再生并具有特异生物功能的功效。
本发明所采用的技术方案是：
一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料，由骨诱导性的磷酸钙做为基体材料，海藻酸钠和甲基丙烯酸酰化明胶分别通过离子交联和光交联的方式形成互穿聚合物网络的交联结构后做为复合材料体系，最终通过同轴打印方式在夹心结构外层负载抗菌性药物，在夹心结构内层负载促骨修复药物，使得支架在植入初期起到抗菌抗炎功效，在植入后期发挥促骨修复的潜能；
抗菌性药物为黄连素，促骨修复药物为淫羊藿苷；
支架为具有宏观打印大孔以及内部毛细微纳孔结构，具有3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生材料。
进一步地，所述的磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和黄连素或淫羊藿苷的质量比例为20-25：2-6：3-10：0.025-0.2或0.04-0.16。
进一步地，所述的磷酸钙材料为磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸四钙、磷酸二氢钙中一种或多种混合物。
进一步地，骨组织工程支架材料具有孔径为200μm-800μm的宏观大孔，且彼此交互贯通。
本发明还提供了一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将海藻酸钠溶于去离子水中，配制浓度为20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液；
b)将甲基丙烯酸酰化明胶溶于步骤a)所得的20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液，获得20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液；
c)在避光条件下，将光引发剂溶于步骤b)所得的20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液中，光引发剂LAP的加入浓度为2.5mg/ml,直到打印之前均需避光保存；
d)将黄连素溶于二甲基亚砜中制得100mg/ml的黄连素-二甲基亚砜溶液；将所得黄连素-二甲基亚砜溶液滴加到步骤c)所得的含有光引发剂LAP的20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液中，使二者混合均匀，得到黄连素最终浓度为0.2mg/ml-2mg/ml的混合溶液；
e)将淫羊藿苷溶于二甲基亚砜中制得100mg/ml的淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液；将所得淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液滴加到步骤c)所得的含有光引发剂LAP的20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液中，使二者混合均匀，得到黄连素最终浓度为0.4mg/ml-1.6mg/ml的混合溶液；
f)将步骤d)和步骤e)所得的混合溶液分别置于50℃-60℃下保温30min-60min，然后分别将磷酸钙粉体缓缓加入保温后的海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和两种不同药物的混合溶液中，分散均匀，分别制得载黄连素和载淫羊藿苷的打印墨水；载黄连素打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.02-0.2︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.04-0.16︰100的混合浆料；
g)配制25mg/m-300mg/ml的氯化钙溶液做为交联剂；
h)通过3D建模软件设计出所需支架的三维模型，采用3D喷墨同轴打印技术,用步骤f)所得的混合浆料作为打印墨水，夹心结构外层为载黄连素墨水，夹心结构内层为载淫羊藿苷墨水，每根打印纤维都是这样具有内外夹心结构的，打印过程中逐层打印并使用405nm的蓝光照射5s-20s进行逐层光交联，以保证打印出的支架具有较高的精度，形成具有一级稳定宏观结构的多孔生物活性磷酸钙支架材料；
i)打印后处理：将步骤h)所得的多孔生物活性磷酸钙支架材料浸泡于步骤g)所得的氯化钙溶液中进行离子交联反应20min-120min，然后再将支架置于405nm的补充光源下光固化交联反应5min-20min，最后进行冷冻干燥处理形成具有二级微观孔结构生物活性磷酸钙支架材料。
进一步地，步骤a)的具体方法为：将海藻酸钠溶于去离子水中，用磁力搅拌器搅拌并水浴30℃-35℃加速溶解，保鲜膜封口防止水分挥发，溶解12h-24h后制得浓度为20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液。
进一步地，步骤b)的具体方法为：将甲基丙烯酸酰化明胶溶于步骤a)所得的20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液中，用磁力搅拌器搅拌并水浴30℃-35℃加速溶解，保鲜膜封口防止水分挥发，溶解12h-24h后制得浓度为20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液。
进一步地，步骤d)和e)的具体方法为：将粉末状黄连素或淫羊藿苷药物溶于二甲基亚砜中制得100mg/ml的黄连素或淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液，使用超声波震荡1h-2h加速溶解；然后将黄连素或淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液滴加到步骤c)所得的混合溶液中，水浴30℃-35℃下搅拌30min-60min至二者混合均匀。
进一步地，步骤f)将步骤d)和步骤e)所得的混合溶液分别置于50℃-60℃下保温30min-60min，使混合溶液黏度降低后，然后分别将磷酸钙粉体缓缓加入保温后的海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和两种不同药物的混合溶液中，先使用混合脱泡仪以500rpm预混0.5min，再以2000rpm正式混合6min，接着以2200rpm脱泡0.5min，最终分别制得混合均匀的载黄连素和载淫羊藿苷的打印墨水；载黄连素打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.02-0.2︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.04-0.16︰100的混合浆料。
进一步地，步骤h)的具体方法为：通过3D建模软件设计出所需支架的三维模型，采用3D喷墨同轴打印技术,用步骤f)所得的混合浆料作为打印墨水，夹心结构外层为载黄连素墨水，夹心结构内层为载淫羊藿苷墨水，每根打印纤维都是这样具有内外夹心结构的，打印内径为200μm-500μm，打印外径为400μm-1000μm，打印过程中逐层打印并使用405nm的蓝光照射5s-20s进行逐层光交联，以保证打印出的支架具有较高的精度，形成具有一级稳定宏观结构的多孔生物活性磷酸钙支架材料。
磷酸钙(Cap)是人体骨骼中主要的无机组成部分，由于其良好的生物相容性、骨诱导性和骨传导性，可控的生物可吸收性和与骨骼的成分相似性而被广泛研究用于骨科和口腔植入物以及组织支架中。磷酸钙生物材料的骨诱导机制是一项热门的研究课题。到目前为止，这一机制被归因于Ca2+的和磷酸阴性离子释放导致类骨磷灰石层的形成，可以吸附材料表面的成骨蛋白。在2019年，这一现象被认为是由含有磷酸钙的材料中的Ca2+离子和磷酸离子的耗尽所驱动的，而不是它们在材料表面浓度的局部增加。此外，表面形貌和微孔已被报道在这些材料的骨再生能力中起着重要的作用。陶瓷表面形貌和离子释放行为也被认为可以控制富含透明质酸的ECM的沉积，这是磷酸钙生物陶瓷诱导骨化的另一个潜在因素。
海藻酸钠(SA)是一种天然直线型阴离子多糖，主要来源于海洋植物，即绿藻纲、蓝藻纲、红藻纲和褐藻纲。海藻酸盐具有一定的黏度提供了较好的可打印性，利于成型，并且具有较弱的温敏性，并可利用与金属离子的螯合作用进行交联形成“蛋盒”结构，为支架提供了足够的力学支撑和形态稳定；海藻酸盐是非常亲水性的材料，对细胞黏附行为不是很有利，目前已有技术通过表面改性接枝RGD改善这一问题。它是典型的离子交联水凝胶，具有良好的生物相容性、非免疫性、无毒性以及生物降解性，使其成为生物材料领域的热门材料。
甲基丙烯酸酰化明胶(GelMA)是在胶原的变性产物——明胶的基础上再通过甲基丙烯酸酐改性后得到甲基丙烯酸酰化的明胶，称为GelMA。它是一种光敏性的生物材料，配合光引发剂使用时能在蓝光或紫外光下迅速交联固化，形成具有一定强度的三维结构，结构上具有细胞黏附位点及基质金属蛋白酶水解位点，可良好支持细胞的增殖及迁移,可负载多种细胞打印。可通过改变GelMA材料的取代度和浓度来调整交联后水凝胶的力学性能。配置的浓度越高，固化后的硬度也越大。GelMA具有良好的生物相容性，主要用于组织工程、2D/3D细胞培养，也可根据打印组织特性配置成混合墨水进行生物3D打印，打印软骨、皮肤、血管、心脏贴片等组织。缺点是单纯的GelMA交联后力学性能较差。
黄连素(BBR)，别名小檗碱，是从中药黄檗、黄连、三棵针、唐松草等植物药材中提取出来的生物碱成份，临床上长期将其作为清热解毒、抗感染药物使用。黄连素对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抑制作用，这是由于黄连素能够使细菌表面的菌毛数量减少，使细菌不能附着于人体细胞上引发感染。有研究表明黄连素在体内和体外均能增强白细胞和肝网状内皮系统的吞噬能力，增强机体免疫力，同时可以使血管扩张，促进血液循环，改善局部营养和炎症的吸收。因此黄连素用于治疗疟疾杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等引起的肠道感染、眼结膜炎、化脓性中耳炎等具有较好疗效。此外，黄连素能够抑制骨髓间充质干细胞(MSC)脂质代谢相关基因的表达，减弱向脂肪细胞分化能力，并促进MSC成骨相关基因表达以及细胞骨钙素合成和分泌，提高碱性磷酸酶活性，增强MSC向成骨细胞分化能力，因此黄连素具有促成骨功能，临床上常用于治疗骨质疏松，但临床使用中常通过口服或输液，药物吸收疗效差，副作用大。
淫羊藿苷(IC)是从小檗科淫羊藿属植物提取出来的主要化学成分，呈淡黄色晶体状，属黄酮类化合物，具有提高机体免疫力、抗氧化、改善心血管等生物学作用。此外，淫羊藿苷还具有促进骨髓间充质干细胞(MSC)成骨分化的作用。研究表明，淫羊藿苷可以通过影响成骨细胞增殖、分化和矿化促进骨形成，而在体外减少破骨细胞数目，减弱破骨细胞的骨吸收功能，因此临床上常用于骨质疏松的防治，具有良好的骨科应用前景。
本发明的骨组织工程支架材料通过在打印墨水中掺加黄连素和淫羊藿苷药物，使得支架具有抗菌和促进成骨的双功能化，最终通过3D打印模型设计和后处理方式调控支架孔结构、通过改变氯化钙交联剂的浓度和交联时间调控支架交联度，以及通过改变药物浓度调控支架载药量来实现该支架的药物缓释效果。最终通过同轴打印方式实现定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生。
本发明的骨组织工程支架材料具有多层级孔隙结构特征，其一级三维宏观孔结构可通过软件设计参数化模型和调节打印墨水中各原料的比例，设计定制支架的宏观大孔；其二级微纳毛细孔隙通过控制交联程度和冷冻干燥后处理而形成，冻干过程中由于大量水相挥发自发形成支撑材料内部和表面的微纳毛细微孔，进一步增强3D打印支架材料的生物活性。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明所采用的初始材料为磷酸钙陶瓷、海藻酸盐、GelMA、黄连素和淫羊藿苷，生物相容性好，以骨诱导性的生物活性磷酸钙做为基体材料，具有良好的骨修复效果。
2.海藻酸钠具有一定黏度、较好的可打印性、离子交联后较好的力学性能，选择GelMA的原因是具有温敏性以调节墨水黏度、光敏性以进行光固化交联，并且分子链上含有丰富的RGD基团可以促进细胞黏附的能力。打印时，先完成GelMA的光固化交联保证打印精度；打印后，再完成海藻酸钠的离子交联提升支架力学性能。这种双交联水凝胶体系带来的益处体现在IPN结构可以产生质变的力学性能，另一方面GelMA也可以很好的弥补单纯海藻酸钠不利于细胞黏附的弊端。
3.本发明通过负载双药赋予支架抗菌和促成骨双功能化，并应用于口腔下颌骨这种多菌的复杂环境中。在口腔下颌骨缺损模型中，要求骨组织工程支架不仅具有骨组织修复再生的功能，而且还能起到抗菌抗炎功效以预防在植入初期面临的细菌感染的高风险。
4.双交联网络水凝胶复合HA做为支架材料，并且经过冷冻干燥处理后，使得支架具有一级宏观孔结构和丰富的二级微观孔结构，这些微观孔结构不仅为药物提供了天然的贮存场所，并且还能够提升支架生物活性。
5.最终通过同轴打印方式实现定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架的3D打印，即植入初期时打印纤维外层的黄连素药物先释放起到抗菌抗炎功效，植入后期后打印纤维内层的淫羊藿苷药物后释放发挥促骨修复的潜能。即通过我们对载药支架结构设计实现了定制程序化，并且具有骨修复和抗菌的特异生物功能。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于这些内容。
一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料，由骨诱导性的磷酸钙做为基体材料，海藻酸钠和甲基丙烯酸酰化明胶分别通过离子交联和光交联的方式形成互穿聚合物网络的交联结构后做为复合材料体系，最终通过同轴打印方式在夹心结构外层负载抗菌性药物，在夹心结构内层负载促骨修复药物，使得支架在植入初期起到抗菌抗炎功效，在植入后期发挥促骨修复的潜能；
抗菌性药物为黄连素，促骨修复药物为淫羊藿苷；
支架为具有宏观打印大孔以及内部毛细微纳孔结构，具有3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生材料。
进一步地，磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和黄连素或淫羊藿苷的质量比例为20-25：2-6：3-10：0.025-0.2或0.04-0.16。
进一步地，酸钙材料为磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸四钙、磷酸二氢钙中一种或多种混合物。
进一步地，骨组织工程支架材料具有孔径为200μm-800μm的宏观大孔，且彼此交互贯通。
一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将海藻酸钠溶于去离子水中，用磁力搅拌器搅拌并水浴30℃-35℃加速溶解，保鲜膜封口防止水分挥发，溶解12h-24h后制得浓度为20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液；
b)将甲基丙烯酸酰化明胶溶于步骤a)所得的20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液中，用磁力搅拌器搅拌并水浴30℃-35℃加速溶解，保鲜膜封口防止水分挥发，溶解12h-24h后制得浓度为20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液；
c)在避光条件下，将光引发剂溶于步骤b)所得的20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液中，光引发剂LAP的加入浓度为2.5mg/ml,直到打印之前均需避光保存；
步骤d)和e)将粉末状黄连素或淫羊藿苷药物溶于二甲基亚砜中制得100mg/ml的黄连素或淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液，使用超声波震荡1h-2h加速溶解；然后将黄连素或淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液滴加到步骤c)所得的混合溶液中，水浴30℃-35℃下搅拌30min-60min至二者混合均匀；
f)将步骤d)和步骤e)所得的混合溶液分别置于50℃-60℃下保温30min-60min，使混合溶液黏度降低后，然后分别将磷酸钙粉体缓缓加入保温后的海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和两种不同药物的混合溶液中，先使用混合脱泡仪以500rpm预混0.5min，再以2000rpm正式混合6min，接着以2200rpm脱泡0.5min，最终分别制得混合均匀的载黄连素和载淫羊藿苷的打印墨水；载黄连素打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.02-0.2︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.04-0.16︰100的混合浆料；
g)配制25mg/m-300mg/ml的氯化钙溶液做为交联剂；
h)通过3D建模软件设计出所需支架的三维模型，采用3D喷墨同轴打印技术,用步骤f)所得的混合浆料作为打印墨水，夹心结构外层为载黄连素墨水，夹心结构内层为载淫羊藿苷墨水，每根打印纤维都是这样具有内外夹心结构的，打印内径为200μm-500μm，打印外径为400μm-1000μm，打印过程中逐层打印并使用405nm的蓝光照射5s-20s进行逐层光交联，以保证打印出的支架具有较高的精度，形成具有一级稳定宏观结构的多孔生物活性磷酸钙支架材料；
i)打印后处理：将步骤h)所得的多孔生物活性磷酸钙支架材料浸泡于步骤g)所得的氯化钙溶液中进行离子交联反应20min-120min，然后再将支架置于405nm的补充光源下光固化交联反应5min-20min，最后进行冷冻干燥处理形成具有二级微观孔结构生物活性磷酸钙支架材料。
实施例1：
首先将4g海藻酸钠溶于100ml去离子水中，配制浓度为40mg/ml的海藻酸钠溶液；然后加入5g GelMA并溶解；然后在避光条件下加入0.25g光引发剂LAP溶解后获得浓度为40mg/ml海藻酸钠、50mg/ml GelMA和2.5mg/ml光引发剂LAP的混合溶液做为预备墨水。接着分别将黄连素或淫羊藿苷两种药物按照100mg/ml的浓度溶于二甲基亚砜中，然后再分别滴加到预备墨水中制得最终浓度为1mg/ml的载黄连素混合溶液和最终浓度为0.8mg/ml的载淫羊藿苷混合溶液。接着分别将两种药物的混合溶液预热保温后加入25g羟基磷灰石粉体，使用混合脱泡仪将其混合均匀后分别获得两种药物的打印墨水。载黄连素打印墨水是羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为25：4：5：0.25：0.1︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为25：4：5：0.25：0.08︰100的混合浆料。夹心结构外层为载黄连素墨水，夹心结构内层为载淫羊藿苷墨水，然后使用同轴3D打印方式制备一级宏观孔径为400μm，并且每根打印纤维具有内径为300μm、外径为600μm的夹心结构的支架，打印过程中逐层打印并使用405nm的蓝光照射20s进行逐层光交联，打印完成后分别用300mg/ml的氯化钙溶液进行离子交联120min和405nm的补充光源下进行光交联20min。最后进行冷冻干燥处理形成具有二级微观孔结构生物活性磷酸钙支架材料。最终本实施例获得的3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架，具有良好的抗菌效果和成骨活性，能够通过支架结构设计调控药物释放行为从而程序性地在植入初期起到抗菌抗炎的功效，在植入后期发挥促骨修复的潜能。
实施例2：
选用β相磷酸三钙(β-TCP)做为打印墨水配料，按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例调节了原材料的成分配比，即改用β相磷酸三钙(β-TCP)做为打印墨水配料，最终载黄连素打印墨水是β相磷酸三钙、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为25：4：5：0.25：0.1︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是β相磷酸三钙、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为25：4：5：0.25：0.08︰100的混合浆料。其余处理方式与实施例1所述相同。本实施例最终得到的多孔支架材料为β相磷酸三钙为主体的生物活性陶瓷，该骨组织支架在组织重建中具有更快的生物降解速度，适用于非承力部位骨组织填充修复。
实施例3：
选用双相磷酸钙(BCP，其质量百分比HA:β-TCP＝50:50)做为打印墨水配料，按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例调节了原材料的成分配比，即改用双相磷酸钙(BCP，其质量百分比HA:β-TCP＝50:50)做为打印墨水配料，最终载黄连素打印墨水是双相磷酸钙、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为25：4：5：0.25：0.1︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是双相磷酸钙、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为25：4：5：0.25：0.08：100的混合浆料。其余处理方式与实施例1所述相同。本实施例最终得到的多孔支架材料为双相磷酸钙为主体的生物活性陶瓷，该骨组织支架在组织重建中具有适中的生物降解速度，适用于骨组织填充修复。
实施例4：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的两种不同药物的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP和去离子水的质量比调整为20：4：5：0.25：100，配成浆料做为3D打印墨水。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中羟基磷灰石的固含量较少，造成打印浆料黏度下降，支架成型效果变差和打印精度下降；打印后完全交联的支架整体力学性能有所下降；因此本实施例获得的支架对骨缺损的修复效果较实施例1更差。
实施例5：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的两种不同药物的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP和去离子水的质量比调整为50：4：5：0.25：100，配成浆料做为3D打印墨水。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中羟基磷灰石的固含量较多，造成打印浆料黏度大幅上升，不利于打印挤出过程，极易出现打印喷头堵塞问题，因此本实施例获得的支架在制备过程中的可打印性较实施例1更差。
实施例6：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的两种不同药物的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP和去离子水的质量比调整为20：2：3：0.25：100，配成浆料做为3D打印墨水。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中海藻酸钠和GelMA的固含量较少，造成打印浆料黏度大幅下降，支架成型效果变差和打印精度下降，打印时容易出现支架塌陷，材料可打印性下降；打印后完全交联的支架整体力学性能有所下降，这是由于支架内部海藻酸钠和GelMA互穿的交联网络结构数量减少所导致的；因此本实施例获得的支架对骨缺损的修复效果较实施例1更差。
实施例7：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的两种不同药物的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP和去离子水的质量比调整为20：6：10：0.25：100，配成浆料做为3D打印墨水。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中海藻酸钠和GelMA的固含量较多，造成打印浆料黏度大幅上升，不利于打印挤出过程，容易出现打印喷头堵塞问题，因此本实施例获得的支架在制备过程中的可打印性较实施例1更差；但是经过打印后处理进行完全交联后，由于支架内部海藻酸钠和GelMA互穿的交联网络结构数量增加，使得支架整体力学性能有所提升。
实施例8：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的载黄连素的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的质量比调整为20：4：5：0.25：0.02：100，配成浆料做为载黄连素打印墨水充当夹心结构的外层。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中黄连素的固含量较少，造成支架相对于黄连素的载药总量下降，支架药物释放速度随之减慢，最终抗菌效果变差，增大了支架植入初期的感染风险，因此本实施例获得的支架对口腔下颌骨等部位的骨修复效果和抗菌效果较实施例1更差。
实施例9：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的载黄连素的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的质量比调整为20：4：5：0.25：0.2：100，配成浆料做为载黄连素打印墨水充当夹心结构的外层。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中黄连素的固含量较多，造成支架相对于黄连素的载药总量增多，支架药物释放速度随之加快，最终抗菌效果更好，减少了支架植入初期的感染风险，但是由于黄连素药物浓度增大会对周围组织产生细胞毒性，因此本实施例获得的支架对口腔下颌骨等部位的抗菌效果较实施例1更好，但是总体上的骨修复效果较实施例1更差。
实施例10：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的载淫羊藿苷的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的质量比调整为20：4：5：0.25：0.04：100，配成浆料做为载淫羊藿苷打印墨水充当夹心结构的内层。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中淫羊藿苷的固含量较少，造成支架相对于淫羊藿苷的载药总量下降，支架药物释放速度随之减慢，最终骨修复效果变差，因此本实施例获得的支架对口腔下颌骨等部位的骨修复效果较实施例1更差。
实施例11：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的载淫羊藿苷的3D打印墨水，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的质量比调整为20：4：5：0.25：0.16：100，配成浆料做为载淫羊藿苷打印墨水充当夹心结构的内层。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印浆料中淫羊藿苷的固含量较多，造成支架相对于淫羊藿苷的载药总量增多，支架药物释放速度随之加快，促进骨修复能力增加，但是由于淫羊藿苷药物浓度增大会对周围组织产生细胞毒性，最终骨修复效果变差，因此本实施例获得的支架对口腔下颌骨等部位的骨修复效果较实施例1更差。
实施例12：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所使用的夹心结构的内径调整为300μm，外径调整为1000μm，其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于夹心结构外径较大，外层黄连素层变厚，增加了抗菌效果；但是外径增大造成支架宏观孔结构的精度下降，并且相同体积或尺寸的支架中具有促成骨功能的淫羊藿苷的药物相对含量下降，造成了支架骨修复效果变差。因此本实施例获得的支架的抗菌效果较实施例1更好；然而打印精度和对骨缺损的修复效果较实施例1更差。
实施例13：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所使用的夹心结构的内径调整为300μm，外径调整为400μm，其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于夹心结构外径较小，外层黄连素层变薄，降低了抗菌效果；但是外径减小造成支架宏观孔结构的精度有所上升，并且相同体积或尺寸的支架中具有促成骨功能的淫羊藿苷的药物相对含量上升，造成了支架骨修复效果变好。因此本实施例获得的支架的抗菌效果较实施例1更差；然而打印精度和对骨缺损的修复效果较实施例1更好。
实施例14：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中的宏观大孔直径调整为200μm，其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于支架孔径减小，使得与周围的物质交换速度减慢，药物释放速度也随之减慢；同时，支架孔径减少也就意味着相同体积或尺寸的支架中负载药物总量增多，药物释放速度减慢，将会更有利于支架中药物的缓释以持续发挥其作用。又因为在植入初期主要是依靠夹心结构外层的黄连素释放起到抗菌抗炎功效，在植入后期主要是依靠夹心结构内层的淫羊藿苷发挥促骨修复潜能，因此本实施例获得的支架前期释放速度慢，抗菌效果较实施例1更差，后期持续释放，成骨效果较实施例1更好。
实施例15：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中的宏观大孔直径调整为800μm，其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于支架孔径增大，使得与周围的物质交换速度加快，药物释放速度也随之加快；同时，支架孔径增大也就意味着相同体积或尺寸的支架中负载药物总量减少，药物释放速度加快，将会更不利于支架中药物的缓释以持续发挥其作用。又因为在植入初期主要是依靠夹心结构外层的黄连素释放起到抗菌抗炎功效，在植入后期主要是依靠夹心结构内层的淫羊藿苷发挥促骨修复潜能，因此本实施例获得的支架前期释放速度快，抗菌效果较实施例1更好，后期不能持续释放，成骨效果较实施例1更差。
实施例16：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中的交联参数调整为：打印过程中逐层打印并使用405nm的蓝光照射5s进行逐层光交联，打印完成后分别用300mg/ml的氯化钙溶液进行离子交联20min和405nm的补充光源下进行光交联5min。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于海藻酸钠和GelMA两种材料的交联反应进行得均不充分，使得支架力学性能下降；并且由于交联不充分造成不能形成复杂的树状大分子结构为负载药物提供足够的贮存场所和包裹保护，将会导致后续的药物释放是迅速的且不可控的。因此本实施例获得的支架与实施例1相较，具有更差的力学性能，抗菌效果和骨修复效果。
对比例1：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的载黄连素和载淫羊藿苷的3D打印墨水替换成不含药物的，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、(黄连素或淫羊藿苷)和去离子水的质量比调整为25：4：5：0.25：0：100，配成浆料分别做为夹心结构的内层和外层。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印墨水中不含药物成分，首先造成支架不具备抗菌功能，其次支架的成骨功能也只能依赖于磷酸钙基体材料的骨诱导性，在没有药物的促进骨修复功能时，依然有可能表现出支架降解速度快于新骨生成速度而产生较差的骨修复效果。因此本实施例获得的支架对口腔下颌骨等部位的抗菌效果和骨修复效果较实施例1更差。
对比例2：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的载淫羊藿苷的3D打印墨水替换成不含药物的，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的质量比调整为25：4：5：0.25：0：100，配成浆料分别做为夹心结构的内层。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印墨水中不含淫羊藿苷药物成分只含有黄连素药物成分，支架仍然具备抗菌功能，但是支架在没有淫羊藿苷药物的促进骨修复功能时，依然有可能表现出支架降解速度快于新骨生成速度而产生较差的骨修复效果。因此本实施例获得的支架对口腔下颌骨等部位的抗菌效果较实施例1等同，骨修复效果较实施例1更差。
对比例3：
按照实施例1的方法，首先进行一级宏观尺度大孔设计并进行同轴3D打印制备，打印过程中随之进行光固化预交联，待打印完成后再进行离子交联和补充光固化交联，其余参数选择及制备过程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例将实施例1中所用的载黄连素的3D打印墨水替换成不含药物的，羟基磷灰石、海藻酸钠、GelMA、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的质量比调整为25：4：5：0.25：0：100，配成浆料分别做为夹心结构的外层。其余处理方式与实施例1所述相同。与实施例1相比，本实施例由于打印墨水中不含黄连素药物成分只含有淫羊藿苷药物成分，首先造成支架不具备抗菌功能，其次由于黄连素相较于淫羊藿苷也具有稍弱的促成骨功能，支架外层缺失黄连素会造成植入前期细菌感染风险大并且骨修复效果变差。因此本实施例获得的支架对口腔下颌骨等部位的抗菌效果和骨修复效果较实施例1更差。
指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料，其特征在于：由骨诱导性的磷酸钙做为基体材料，海藻酸钠和甲基丙烯酸酰化明胶分别通过离子交联和光交联的方式形成互穿聚合物网络的交联结构后做为复合材料体系，最终通过同轴打印方式在夹心结构外层负载抗菌性药物，在夹心结构内层负载促骨修复药物；
抗菌性药物为黄连素，促骨修复药物为淫羊藿苷；
支架为具有宏观打印大孔以及内部毛细微纳孔结构，具有3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生材料。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料，其特征在于：所述的磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和黄连素或淫羊藿苷的质量比例为20-25：2-6：3-10：0.025-0.2或0.04-0.16。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料，其特征在于：所述的磷酸钙材料为磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸四钙、磷酸二氢钙中一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料，其特征在于：骨组织工程支架材料具有孔径为200μm-800μm的宏观大孔，且彼此交互贯通。
5.一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)将海藻酸钠溶于去离子水中，配制浓度为20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液；
b)将甲基丙烯酸酰化明胶溶于步骤a)所得的20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液，获得20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液；
c)在避光条件下，将光引发剂溶于步骤b)所得的20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液中，光引发剂LAP的加入浓度为2.5mg/ml,直到打印之前均需避光保存；
d)将黄连素溶于二甲基亚砜中制得100mg/ml的黄连素-二甲基亚砜溶液；将所得黄连素-二甲基亚砜溶液滴加到步骤c)所得的含有光引发剂LAP的20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液中，使二者混合均匀，得到黄连素最终浓度为0.2mg/ml-2mg/ml的混合溶液；
e)将淫羊藿苷溶于二甲基亚砜中制得100mg/ml的淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液；将所得淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液滴加到步骤c)所得的含有光引发剂LAP的20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液中，使二者混合均匀，得到黄连素最终浓度为0.4mg/ml-1.6mg/ml的混合溶液；
f)将步骤d)和步骤e)所得的混合溶液分别置于50℃-60℃下保温30min-60min，然后分别将磷酸钙粉体缓缓加入保温后的海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和两种不同药物的混合溶液中，分散均匀，分别制得载黄连素和载淫羊藿苷的打印墨水；载黄连素打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.02-0.2︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.04-0.16︰100的混合浆料；
g)配制25mg/m-300mg/ml的氯化钙溶液做为交联剂；
h)通过3D建模软件设计出所需支架的三维模型，采用3D喷墨同轴打印技术,用步骤f)所得的混合浆料作为打印墨水，夹心结构外层为载黄连素墨水，夹心结构内层为载淫羊藿苷墨水，每根打印纤维都是这样具有内外夹心结构的，打印过程中逐层打印并使用405nm的蓝光照射5s-20s进行逐层光交联；
i)打印后处理：将步骤h)所得的多孔生物活性磷酸钙支架材料浸泡于步骤g)所得的氯化钙溶液中进行离子交联反应20min-120min，然后再将支架置于405nm的补充光源下光固化交联反应5min-20min，最后进行冷冻干燥处理形成具有二级微观孔结构生物活性磷酸钙支架材料。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，其特征在于：步骤a)的具体方法为：将海藻酸钠溶于去离子水中，用磁力搅拌器搅拌并水浴30℃-35℃加速溶解，保鲜膜封口，溶解12h-24h后制得浓度为20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，其特征在于：步骤b)的具体方法为：将甲基丙烯酸酰化明胶溶于步骤a)所得的20mg/ml-60mg/ml的海藻酸钠溶液中，用磁力搅拌器搅拌并水浴30℃-35℃加速溶解，保鲜膜封口，溶解12h-24h后制得浓度为20mg/ml-60mg/ml海藻酸钠和30mg/ml-100mg/ml甲基丙烯酸酰化明胶混合溶液。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，其特征在于：步骤d)和e)的具体方法为：将粉末状黄连素或淫羊藿苷药物溶于二甲基亚砜中制得100mg/ml的黄连素或淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液，使用超声波震荡1h-2h加速溶解；然后将黄连素或淫羊藿苷-二甲基亚砜溶液滴加到步骤c)所得的混合溶液中，水浴30℃-35℃下搅拌30min-60min至二者混合均匀。
9.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，其特征在于：步骤f)将步骤d)和步骤e)所得的混合溶液分别置于50℃-60℃下保温30min-60min，使混合溶液黏度降低后，然后分别将磷酸钙粉体缓缓加入保温后的海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶和两种不同药物的混合溶液中，先使用混合脱泡仪以500rpm预混0.5min，再以2000rpm正式混合6min，接着以2200rpm脱泡0.5min，最终分别制得混合均匀的载黄连素和载淫羊藿苷的打印墨水；载黄连素打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、黄连素和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.02-0.2︰100的混合浆料；载淫羊藿苷打印墨水是磷酸钙、海藻酸钠、甲基丙烯酸酰化明胶、光引发剂LAP、淫羊藿苷和去离子水的最终配比为20-25：2-6：3-10：0.25：0.04-0.16︰100的混合浆料。
10.根据权利要求1所述的一种3D打印定制程序化特异生物功能促进骨组织修复再生支架材料的制备方法，其特征在于：步骤h)的具体方法为：通过3D建模软件设计出所需支架的三维模型，采用3D喷墨同轴打印技术,用步骤f)所得的混合浆料作为打印墨水，夹心结构外层为载黄连素墨水，夹心结构内层为载淫羊藿苷墨水，每根打印纤维都是这样具有内外夹心结构的，打印内径为200μm-500μm，打印外径为400μm-1000μm，打印过程中逐层打印并使用405nm的蓝光照射5s-20s进行逐层光交联。
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