CN115887759A - 一种螺旋压电支架及其制备方法和应用 - Google Patents
一种螺旋压电支架及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115887759A CN115887759A CN202211571166.XA CN202211571166A CN115887759A CN 115887759 A CN115887759 A CN 115887759A CN 202211571166 A CN202211571166 A CN 202211571166A CN 115887759 A CN115887759 A CN 115887759A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric
- stent
- spiral
- helical
- support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 34
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 15
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 15
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 15
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 108010087230 Sincalide Proteins 0.000 description 3
- 238000010609 cell counting kit-8 assay Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N sincalide Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C1=CC=C(OS(O)(=O)=O)C=C1 IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N 0.000 description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 2
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 2
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010005949 Bone cancer Diseases 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000029725 Metabolic bone disease Diseases 0.000 description 1
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UTBYQPSPFXHANA-UHFFFAOYSA-N [K].[Na].[Li] Chemical compound [K].[Na].[Li] UTBYQPSPFXHANA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000010478 bone regeneration Effects 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 210000002997 osteoclast Anatomy 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
本发明提供一种螺旋压电支架及其制备方法和应用，所述螺旋压电支架包括至少两个层叠体，每一所述层叠体包括至少两根股线，每一所述股线包括至少两根呈螺旋状缠绕的纤维，所述纤维由包括压电复合材料，所述压电复合材料包括压电聚合物和压电陶瓷。本发明借鉴骨组织自身组成的螺旋结构及压电效应，将压电复合材料制成螺旋状交捻层叠的螺旋压电支架，该支架一方面具备空间支撑及较大的力学支撑性，另一方面压电复合材料可较好的实现支架的电刺激诱导成骨功能。
Description
技术领域
本发明属于生物医学工程和生物医用材料技术领域，尤其涉及一种螺旋压电支架及其制备方法和应用。
背景技术
全球人口的老龄化和人均寿命的升高，加之因交通事故、恶性骨肿瘤等原因造成的骨缺损患者数量日益增多，骨修复和骨愈合的难度越来越大，且受到各种因素的影响。生物材料被认为是促进高效快速骨修复的有力工具，尤其是当前比较流行的3D打印骨修复支架、骨组织修复水凝胶及纳米材料等。人体骨组织是一种天然“压电材料”，可以将日常生活中运动产生的机械力转化为电信号。因此，研发骨修复材料，不仅要保证外观结构的修复，还可以从电刺激的方面尽可能保证生物电活性，为细胞创造适宜的环境。对于骨组织的重要组成部分，胶原和羟基磷灰石的压电性相关的电微环境在骨的各种生理特性中起着关键作用。在骨缺损愈合期间，骨组织降低的生物电位将恢复到正常水平，这表明应用电刺激恢复降低的生物电位可能是促进骨再生的有效方法。
研究表明，在一定范围内，骨所受压力负荷越高，骨表面负电位越高，促进成骨细胞增殖分化的效果越强，成骨作用越强，因此长期卧床的患者和太空旅行的宇航员往往骨密度低，易患骨质疏松。同时，骨组织在受到应力时，带负电位的一面成骨细胞增殖分化能力加快，该面呈骨修复状态，带正电位一面的破骨细胞活性增强，该面呈骨吸收状态。因此，骨的压电效应在骨修复中起重要作用。
骨修复压电材料主要包括压电陶瓷、压电聚合物及两者的混合物三种，其中压电陶瓷主要的优点是压电性能优异，力学性能优异，缺点是材质脆，不易加工；压电聚合物的优点是柔韧、抗冲击、易加工，生物相容性好，缺点是压电性能弱；压电陶瓷与聚合物的复合物具有易加工、压电性能强等特点。当前的压电骨修复支架主要以压电陶瓷、压电聚合物及其两者的聚合物构成，重点在于从材料学的角度对压电骨修复支架进行调控与优化，支架的结构形式较为单一。支架作为骨修复过程的重要材料载体，力学性能的影响较大，机械设计与生物材料的结合能能更好的促进骨修复的最终效果。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种螺旋压电支架，能够实现支架电刺激诱导成骨功能并提供空间支撑和较大的力学支撑性。
本发明的第二个方面提出了一种所述螺旋压电支架的制备方法。
本发明的第三个方面提出了一种所述螺旋压电支架的应用。
根据本发明的第一个方面，提出了一种螺旋压电支架，包括至少两个层叠体，每一所述层叠体包括至少两根股线，每一所述股线包括至少两根呈螺旋状缠绕的纤维，所述纤维由包括压电复合材料，所述压电复合材料包括压电聚合物和压电陶瓷。
本发明中，螺旋压电支架中压电复合材料能满足成骨及压电效应，螺旋结构支架一方面提供支架的空间支撑，另一方面相较于常规支架具有较好的力学缓冲能力，可实现相同应力条件下支架结构不被破坏，还能满足压电支架变形刺激的形变要求。类似于骨的构成，剪切力使胶原纤维相互错动进而发生极化，使骨骼体现出压电性能，支架的整体压缩能激发支架的极化效应，支架中至少两根螺旋纤维在受力过程中同样也会导致极化的发生，从而导致更好的压电效应，更有利于骨修复。
在本发明的一些实施方式中，每一所述层叠体包括同一平面上平行或相交排列的至少两根股线。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述螺旋状为双螺旋状或多螺旋状。
在本发明的一些更优选的实施方式中，每一所述股线包括两根呈双螺旋状缠绕的纤维。
在本发明的一些更优选的实施方式中，每一所述股线包括三根或三根以上呈多螺旋状缠绕的纤维。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述至少两根纤维为同向和/或反向螺旋状缠绕。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述纤维的平均直径为0.15mm～0.80mm。
在本发明的一些更优选的实施方式中，同一所述纤维的缠绕间距为0.5mm～2.0mm。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述压电聚合物和所述压电陶瓷的质量比为1：(1～2)。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述压电聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯、聚酰胺或左旋聚乳酸的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述压电陶瓷包括钛酸钡、氧化锌、铌酸钾钠或铌酸锂钠钾的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述压电复合材料还包括陶瓷颗粒、微纳米颗粒的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述陶瓷颗粒包括羟基磷灰石、磷酸钙、磷酸镁的至少一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述微纳米颗粒包括任选载药或不载药微纳米颗粒；优选地，所述微纳米颗粒包括微球、介孔硅、介孔硅酸钙的至少一种。
根据本发明的第二个方面，提出了一种所述螺旋压电支架的制备方法，包括以下步骤：
将压电复合材料制成长条纤维，再将至少两根纤维呈螺旋状缠绕形成股线，至少两根股线在排列形成层叠体，至少两个层叠体层叠形成支架后，进行电压极化，制得所述螺旋压电支架。
在本发明的一些实施方式中，所述螺旋压电支架的制备方法中，采用包括挤出、光固化、激光制造的至少一种将压电复合材料制成长条纤维。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述螺旋压电支架的制备方法还包括对所述支架置于150℃～250℃、5MPa～15MPa下处理1h～3h，冷却后再进行电压极化。
在本发明的一些更优选的实施方式中，所述电压极化的电压为2KV/mm～8KV/mm，时间为20min～40min。
根据本发明的第三个方面，提出了一种所述螺旋压电支架在制备骨修复材料中的应用。
本发明的有益效果为：本发明借鉴骨组织自身组成的螺旋结构及压电效应，将压电复合材料制成螺旋状交捻层叠的螺旋压电支架，该支架一方面具备空间支撑及较大的力学支撑性，另一方面压电复合材料可较好的实现支架的电刺激诱导成骨功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明双螺旋压电支架的结构示意图。
图2为本发明压电支架挤出设备结构示意图，其中(a)为美式10cc管；(b)为模型外观；(c)为内部结构；(d)为零件展示。
图3为实施例与对比例制得的压电支架结构示意图及力学测试结果图，其中，(a)～(a-5)为圆筒支架，(b)～(b-5)为6转双螺旋支架,(c)～(c-5)为8转双螺旋支架,(d)～(d-5)为10转双螺旋支架。
附图标记：10-外部钢桶；11-内料桶；12-止推轴承；13-长管道；14-外料桶；15-外料桶底盖；16-内齿圈；17-短管道；18-电机；19-电机圆台。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
图1为本发明双螺旋压电支架的结构示意图。
图2为制备以下实施例压电支架的挤出设备结构示意图，其中(a)为美式10cc管；(b)为模型外观；(c)为内部结构；(d)为零件展示。
实施例1
本实施例制备了一种螺旋压电支架，具体过程为：
S1：称取18g聚偏氟乙烯(PVDF)加入到50mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，在80℃水浴加热条件下搅拌0.5h至聚偏氟乙烯材料完全溶解。同时，称取25g粒径为100nm的钛酸钡(BT)纳米颗粒加入到50mL DMF中，超声分散0.5h后得到分散均匀的钛酸钡溶液。再将聚偏氟乙烯溶液与钛酸钡溶液混合，恒温搅拌3小时，制得压电复合材料浆料。
S2：采用如图1所示双螺旋支架挤出部件，将上述压电复合材料浆料分别填装入料筒，挤出喷头的温度设置为23℃，低温打印平台温度为3℃，打印气压范围在180～230KPa，打印线宽0.3mm，间距1.5mm条件下挤出上述压电复合材料浆料，形成螺旋状支架；然后将上面聚偏氟乙烯/钛酸钡复合支架在200℃、10MPa条件下处理1小时，冷却后即可得到BT/PVDF复合支架。
S3：在上述BT/PVDF复合支架两面贴上导电胶布，在硅油中以5KV/mm电压极化30min，最终制得螺旋压电支架。
本实施例按照上述方法，分别采用挤出6转、8转、10转纤维呈螺旋状缠绕形成股线，再形成螺旋状支架并最终分别制得6转、8转、10转螺旋压电支架。
对比例
本对比例制备了一种圆筒支架，与实施例1的区别在于挤出的纤维不交捻，直接以股线的形式进行排列形成层叠体并最终形成圆筒状支架，具体过程为：
S1：称取18g的聚偏氟乙烯(PVDF)加入到50mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，在80℃水浴加热条件下搅拌0.5h至聚偏氟乙烯材料完全溶解。同时，称取25g粒径为100nm的钛酸钡(BT)纳米颗粒加入到50mL DMF中，超声分散0.5h后得到分散均匀的钛酸钡溶液。再将聚偏氟乙烯溶液与钛酸钡溶液混合，恒温搅拌3小时，制得压电复合材料浆料。
S2：采用3D打印支架挤出部件，将上述压电复合材料浆料分别填装入料筒，挤出喷头的温度设置为23℃，低温打印平台温度为3℃，打印气压范围在180～230KPa，打印线宽0.3mm，间距1.5mm条件下挤出上述压电复合材料浆料，形成圆筒状支架；然后将上面聚偏氟乙烯/钛酸钡复合支架在200℃、10MPa条件下处理1小时，冷却后即可得到BT/PVDF复合支架。
S3：在上述BT/PVDF复合支架两面贴上导电胶布，在硅油中以5KV/mm电压极化30min，最终制得圆筒状压电支架。
试验例1
本试验例对制得的压电支架进行力学性能测试，具体过程为：
使用Abaqus对固体做有限元分析的步骤如下：先将制备好的双螺旋支架三维模型导入Abaqus软件内，在软件内校对模型，调节参数；对复杂结构进行合理切割，方便网格布种；设置材料属性，本试验例主要对材料的杨氏模量、质量密度、泊松比进行定义，参数水凝胶材料为基础建立(质量密度：7.85E-09，杨氏模量:5，泊松比：0.3)；后续设置分析步长、运动方向以及载荷值，选择输出量后即可创建作业并提交运行；其运动模式是在支架上下两面设置两块夹板，底部夹板固定不动，于另一侧夹板上施加载荷，起到拉伸或压缩的效果。在压缩测试中，对待测支架模型的上侧夹板施加均匀向下的载荷，数值恒定为10，输出应力值、应变值；每组支架在压缩测试中依次选取四个不同的应变点，输出每个应变点对应时刻的应力云图、位移云图、应力曲线以及位移曲线。
结果如图3所示，其中，(a)～(a-5)为圆筒压电支架，(b)～(b-5)为6转螺旋压电支架,(c)～(c-5)为8转螺旋压电支架,(d)～(d-5)为10转螺旋压电支架。
从图3可以发现，在相同的压缩比(压缩位移)下，双螺旋支架相较于传统直筒支架更有更好的承载能力，整体结构具有更好的力学缓冲能力，在压缩比为0.4的条件下，直筒支架呈现出压崩(粉红色应力点，且结构已经交错)的情况下，双螺旋支架依然保持有较好的空间结构(应力分布均匀，且结构界限依旧十分清晰)。因此，对于常受到外界载荷下的支架来说，双螺旋支架可以承受更大的压缩应变，对于压电材料的性能展示更加有利。
试验例2
本试验对制得的压电支架进行生物性能测试，具体过程为：
支架在种植细胞前需要进行灭菌，将待接种的支架完全浸泡在含无水乙醇的50mL离心管中12～24h，期间将离心管带入细胞操作间，经紫外照射进行灭菌消毒浸泡在含有PBS的50mL离心管中30min，反复清洗三次。接种前需将待测材料浸泡在完全培养基中3h以上，并于接种前将支架吹干，保持无菌状态；将支架移入24孔板内，每孔种植5万细胞，每孔再加入1mL完全培养基至使得液体充分包裹支架，放入培养箱中培养孵育，每天观测细胞孵育状况，每隔3天抽出孔板内的液体，重新加入适量完全培养基，继续防止培养箱中孵育观察。分别在1、3、7天不同的时间节点取出细胞培养箱中的样品进行测试，具体步骤如下：使用完全培养基在避光条件下稀释CCK-8原液，按照9：1的比例制备CCK-8试剂，试剂量根据孔板的数量和容积确定，抽出孔板内的液体，每孔加入CCK-8试剂直到完全没过支架，用锡纸小心包裹孔板并做好标记，放回培养箱内避光孵育2h，取出后使用酶标仪检测支架材料对于细胞增殖所产生的影响。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.一种螺旋压电支架，其特征在于：包括至少两个层叠体，每一所述层叠体包括至少两根股线，每一所述股线包括至少两根呈螺旋状缠绕的纤维，所述纤维由包括压电复合材料，所述压电复合材料包括压电聚合物和压电陶瓷。
2.根据权利要求1所述的螺旋压电支架，其特征在于：每一所述层叠体包括同一平面上平行或相交排列的至少两根股线。
3.根据权利要求1所述的螺旋压电支架，其特征在于：所述螺旋状为双螺旋状或多螺旋状。
4.根据权利要求1所述的螺旋压电支架，其特征在于：每一所述股线包括两根呈双螺旋状缠绕的纤维。
5.根据权利要求1所述的螺旋压电支架，其特征在于：每一所述股线包括三根或三根以上呈多螺旋状缠绕的纤维。
6.根据权利要求1所述的螺旋压电支架，其特征在于：所述纤维的平均直径为0.15mm～0.80mm。
7.根据权利要求1所述的螺旋压电支架，其特征在于：同一所述纤维的缠绕间距为0.5mm～2.0mm。
8.根据权利要求1所述的螺旋压电支架，其特征在于：所述压电复合材料还包括陶瓷颗粒、微纳米颗粒的至少一种。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的螺旋压电支架的制备方法，包括以下步骤：
将压电复合材料制成长条纤维，再将至少两根纤维呈螺旋状缠绕形成股线，至少两根股线在排列形成层叠体，至少两个层叠体层叠形成支架后，进行电压极化，制得所述螺旋压电支架。
10.一种如权利要求1～8任一项所述的螺旋压电支架在制备骨修复材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211571166.XA CN115887759A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种螺旋压电支架及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211571166.XA CN115887759A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种螺旋压电支架及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115887759A true CN115887759A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=86476398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211571166.XA Pending CN115887759A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种螺旋压电支架及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115887759A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016216333A (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-22 | イビデン株式会社 | セラミック複合材 |
| US20180296843A1 (en) * | 2015-10-06 | 2018-10-18 | University Of Kansas | Stacked piezoelectric composites and methods of making |
| CN108939148A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-07 | 南京冬尚生物科技有限公司 | 一种3d打印pcl-pda-锂离子骨修复组织工程支架及制备方法 |
| CN110368524A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-25 | 东南大学 | 一种生物活性骨修复支架及其制备方法 |
| CN113276249A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-20 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种多螺旋挤出装置及3d打印机 |
| CN215040334U (zh) * | 2021-02-03 | 2021-12-07 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种陶瓷支架、挤出装置及3d打印机 |
| US20220006003A1 (en) * | 2020-07-06 | 2022-01-06 | City University Of Hong Kong | Flexible Piezoceramic Composites and Method for Fabricating Thereof |
| CN114220912A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-22 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种可3d打印/热压成型的压电复合材料及其制备方法 |
| CN114618021A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-14 | 北京航空航天大学 | 一种智能仿生肌腱支架及其制备方法 |
| WO2022157284A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Sabic Global Technologies B.V. | Piezoelectric textiles produced via electrospinning |
| CN217066710U (zh) * | 2021-05-08 | 2022-07-29 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种支架、挤出装置及3d打印机 |
-
2022
- 2022-12-08 CN CN202211571166.XA patent/CN115887759A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016216333A (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-22 | イビデン株式会社 | セラミック複合材 |
| US20180296843A1 (en) * | 2015-10-06 | 2018-10-18 | University Of Kansas | Stacked piezoelectric composites and methods of making |
| CN108939148A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-07 | 南京冬尚生物科技有限公司 | 一种3d打印pcl-pda-锂离子骨修复组织工程支架及制备方法 |
| CN110368524A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-25 | 东南大学 | 一种生物活性骨修复支架及其制备方法 |
| US20220006003A1 (en) * | 2020-07-06 | 2022-01-06 | City University Of Hong Kong | Flexible Piezoceramic Composites and Method for Fabricating Thereof |
| WO2022157284A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Sabic Global Technologies B.V. | Piezoelectric textiles produced via electrospinning |
| CN215040334U (zh) * | 2021-02-03 | 2021-12-07 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种陶瓷支架、挤出装置及3d打印机 |
| CN217066710U (zh) * | 2021-05-08 | 2022-07-29 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种支架、挤出装置及3d打印机 |
| CN113276249A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-20 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种多螺旋挤出装置及3d打印机 |
| CN114220912A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-22 | 广东省科学院健康医学研究所 | 一种可3d打印/热压成型的压电复合材料及其制备方法 |
| CN114618021A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-14 | 北京航空航天大学 | 一种智能仿生肌腱支架及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10646618B2 (en) | Bone graft | |
| US20070292514A1 (en) | Bioengineered Intervertebral Discs and Methods for Their Preparation | |
| CN108404213B (zh) | 一种利用三维打印和静电纺丝技术制备肌腱支架方法 | |
| Vashaghian et al. | Biomimetic implants for pelvic floor repair | |
| CN107789668B (zh) | 具有多层结构的仿生胶原蛋白骨修复材料及其制备方法 | |
| Jarkov et al. | Piezoelectric materials and systems for tissue engineering and implantable energy harvesting devices for biomedical applications | |
| Ge et al. | Integration of nondegradable polystyrene and degradable gelatin in a core–sheath nanofibrous patch for pelvic reconstruction | |
| CN108379664A (zh) | 一种用于构建全层皮肤的双层复合支架及其制备方法 | |
| CN113082286A (zh) | 一种基于3d打印技术的三层仿生皮肤支架及其制备方法 | |
| Dai et al. | The osteogenic role of barium titanate/polylactic acid piezoelectric composite membranes as guiding membranes for bone tissue regeneration | |
| CN115887759A (zh) | 一种螺旋压电支架及其制备方法和应用 | |
| CN109731141B (zh) | 一种引导组织修复的复合膜及其制备方法和应用 | |
| CN113368295A (zh) | 一种定向排出渗液的抗菌大变形定制化敷料的制备方法 | |
| CN116115829A (zh) | 一种压电支架及其制备方法和应用 | |
| Yue et al. | Silk fibroin-based piezoelectric nanofibrous scaffolds for rapid wound healing | |
| CN114618021B (zh) | 一种智能仿生肌腱支架及其制备方法 | |
| Hong et al. | Multi-scale fabrication techniques of collagen hydrogel for developing physiological 3d in vitro barrier model | |
| EP1031356A2 (en) | Manufacturing methods of hollow fiber of narrow diameter and hollow fiber bundles | |
| Webster et al. | Fabrication of electrocompacted aligned collagen morphs for cardiomyocyte powered living machines | |
| WO2021064139A1 (en) | Biomaterial construct and methods of production thereof | |
| CN115581806B (zh) | 一种可促进牙周组织再生的3d打印生物支架及其制备方法与应用 | |
| CN114854675A (zh) | 一种凝胶软骨接种于框架结构实现软骨再生的方法 | |
| CN107674409B (zh) | 一种聚氨酯/液晶复合生物材料及其制备方法、应用 | |
| WO2013077896A1 (en) | Bone graft | |
| CN219375589U (zh) | 一种具有缓释功能人工骨膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |