>[0019] 实施例2 一种以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料的制备方法，采用如下步骤： (1)将石墨烯超声分散到到六氟异丙醇溶液中，然后放入丝素室温搅拌24h，得到丝 质量浓度为20%的丝素溶液，将透明质酸放入甲酸溶液中室温搅拌24h，得到质量浓度为 0. 15%的透明质酸溶液，将丝素和石墨烯的混合溶液倒入透明质酸溶液中常温搅拌12h，得 到丝素/透明质酸/石墨烯的纺丝溶液； (2) 将步骤（1)所得的丝素/透明质酸/石墨烯混合溶液进行静电纺丝，利用旋转的滚 筒作为接收装置，得到取向的纳米纤维毡。纺丝电压为14kV，纺丝溶液总流量为0.8mL/h， 喷头内径〇. 5 mm，针头与滚筒的垂直距离为50 cm，滚筒卷绕速度80 r/min ; (3) 将步骤（2)所得到的取向纳米纤维毡，用戊二醛蒸汽进行交联处理36h，然后用蒸 馏水洗涤3次，在30°C混干后得到交联的取向纳米纤维毡； (4) 将丝素、透明质酸、硫酸软骨素和羟基磷灰石粒子按照质量比1: 0. 03: 0. 8 :0. 1 加入到蒸馏水中，超声搅拌6h，得到质量浓度为15%的混合溶液；然后加入丙三醇缩水甘 油醚，搅拌均匀后倒入含有步骤（2)制得的取向纳米纤维毡的模具中，将模具置于-22°C条 件下进行交联反应，交联时间IOh ;取出交联后的材料在_54°C下冷冻干燥得到软骨修复材 料，用蒸馏水多次洗涤除去残余的交联剂，并在45°C下干燥得到取向纳米纤维毡为骨架的 纳米软骨修复材料。
[0020] 实施例3 一种以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料的制备方法，采用如下步骤： (1) 将石墨烯超声分散到到六氟异丙醇溶液中，然后放入丝素室温搅拌30h，得到丝质 量浓度为18%的丝素溶液，将透明质酸放入甲酸溶液中室温搅拌30h，得到质量浓度为0. 5% 的透明质酸溶液，将丝素和石墨烯的混合溶液倒入透明质酸溶液中常温搅拌18h，得到丝素 /透明质酸/石墨烯的纺丝溶液； (2) 将步骤（1)所得的丝素/透明质酸/石墨烯混合溶液进行静电纺丝，利用旋转的滚 筒作为接收装置，得到取向的纳米纤维毡。纺丝电压为18 kV，纺丝溶液总流量为0.56mL/h ，喷头内径〇. 7 mm，针头与滚筒的垂直距离40cm，滚筒卷绕速度65 r/min ; (3) 将步骤（2)所得到的取向纳米纤维毡，用戊二醛蒸汽进行交联处理24h，然后用蒸 馏水洗涤3次，在20°C烘干后得到交联的取向纳米纤维毡； (4) 将丝素、透明质酸、硫酸软骨素和羟基磷灰石粒子按照质量比1: 0. 02: 0. 6 :0. 2 加入到蒸馏水中，超声搅拌3h，得到质量浓度为20%的混合溶液；然后加入聚乙二醇缩水甘 油醚，搅拌均匀后倒入含有步骤（2)制得的取向纳米纤维毡的模具中，将模具置于-25°C条 件下进行交联反应，交联时间12h ;取出交联后的材料在-54°C下冷冻干燥得到软骨修复材 料，用蒸馏水多次洗涤除去残余的交联剂，并在35°C下干燥得到取向纳米纤维毡为骨架的 纳米软骨修复材料。
[0021] 实施例4 一种以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料的制备方法，采用如下步骤： (1) 将石墨烯超声分散到到六氟异丙醇溶液中，然后放入丝素室温搅拌36h，得到丝 质量浓度为20%的丝素溶液，将透明质酸放入甲酸溶液中室温搅拌36h，得到质量浓度为 0. 25%的透明质酸溶液，将丝素和石墨烯的混合溶液倒入透明质酸溶液中常温搅拌18h，得 到丝素/透明质酸/石墨烯的纺丝溶液； (2) 将步骤（1)所得的丝素/透明质酸/石墨烯纺丝溶液进行静电纺丝，利用旋转的滚 筒作为接收装置，得到取向的纳米纤维毡。纺丝电压为20 kV，纺丝溶液总流量为0.6mL/h ，喷头内径0.7 mm，针头与滚筒的垂直距离为45 cm，滚筒卷绕速度75 r/min; (3) 将步骤（2)所得到的取向纳米纤维毡，用戊二醛蒸汽进行交联处理15h，然后用蒸 馏水洗涤3次，在30°C烘干后得到交联的取向纳米纤维毡； (4) 将丝素、透明质酸、硫酸软骨素和羟基磷灰石粒子按照质量比1: 0.3: 0.6:0. 1加 入到蒸馏水中，超声搅拌3h，得到质量浓度为18%的混合溶液；然后加入聚乙烯醇缩水甘油 醚，搅拌均匀后倒入含有步骤（2)制得的取向纳米纤维毡的模具中，将模具置于-22Γ条件 下进行交联反应，交联时间8h ;取出交联后的材料在-54°C下冷冻干燥得到软骨修复材料， 用蒸馏水多次洗涤除去残余的交联剂，并在40°C下干燥得到取向纳米纤维毡为骨架的纳米 软骨修复材料。
[0022] 表1以取向纳米纤维为骨架的纳米软骨修复材料的力学性能
因此，本发明得到以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料，以取向的纳米纤维 毡为骨架在结构上模拟了软骨基质中平行排列的胶原纤维束，并浇注在成分上仿生软骨基 质的复合粒子溶液，制备出在结构和成分上均仿生的纳米软骨修复材料；其中取向纳米纤 维毡里的石墨烯成分增强了纳米软骨修复材料的强度和韧性。根据本发明的方法制备的 以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料具有良好的生物相容性，生物可降解性，合 适的孔隙率以及与天然软骨相匹配的力学性能，可以作为植入型的可降解纳米软骨修复材 料。
【主权项】
1. 一种以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料，其特征在于：它以取向的纳米 纤维毡为骨架并与三维多孔的基质复合而成，孔隙率为40%-90%，纳米纤维毡与三维多孔基 质的质量比为1:0. 5-1。2. 根据权利要求1所述的以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料，其特征在 于：所述取向的纳米纤维毡利用静电纺丝制备而成，纤维直径为50-300纳米。3. 根据权利要求1所述的以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料，其特征在 于：所述的取向纳米纤维毡由丝素、透明质酸、石墨烯组成，其质量比为1:0. 5-1:0.01-0. 1 ; 所述的三维多孔基质由丝素、透明质酸、硫酸软骨素和羟基磷灰石粒子组成，其质量比为1: 0. 01-0. 1: 0. 5-1 ：0. 1-0. 2〇4. 根据权利要求1或3所述的以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料，其特征 在于：所述的三维多孔基质用交联剂交联，所述的交联剂为聚乙二醇缩水甘油醚、丙三醇缩 水甘油醚、聚乙烯醇缩水甘油醚中的一种。5. 根据权利要求1或3所述的以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料，其特征 在于：所述的丝素为柞蚕丝素和桑蚕丝素，其蛋白分子的特性粘度大于或等于0.50,所述 的透明质酸分子量小于或等于50万，所述的石墨烯为氧化石墨烯，其C-O之比为2. 0-3. 0， 所述的硫酸软骨素分子量小于等于200万。6. 如权利要求1所述的取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料的制备方法，其特 征在于按以下步骤进行： (1) 将石墨烯超声分散到到六氟异丙醇溶液中，然后放入丝素室温搅拌l〇_48h，得到丝 质量浓度为5%-35%的丝素溶液，将透明质酸放入甲酸溶液中室温搅拌10-48h，得到质量浓 度为0. 1%-2%的透明质酸溶液，将丝素和石墨烯的混合溶液倒入透明质酸溶液溶液中常温 搅拌5-24h，得到丝素/石墨烯/透明质酸的纺丝溶液； (2) 将步骤（1)所得的丝素/透明质酸/石墨烯混合溶液进行静电纺丝，利用旋转 的滚筒作为接收装置，得到取向的纳米纤维毡，纺丝电压为14-22 KV，纺丝溶液总流量为 0.5-0. 9 ml/h，喷头内径0.3-0. 7 mm，针头与滚筒的垂直距离为40-60 cm，滚筒卷绕速度 50-100 r/min ； (3) 将步骤（2)所得到的取向纳米纤维毡，用戊二醛蒸汽进行交联处理24-72h，然后用 蒸馏水洗涤3次，在20-50°C混干后得到交联的取向纳米纤维毡； (4) 将丝素、透明质酸、硫酸软骨素和羟基磷灰石粒子按照质量比1: 0.01-0. 1: 0. 5-1 :0. 1-0. 2加入到蒸馏水中，超声搅拌l-10h，得到质量浓度为10%-30%的混合溶液； 然后加入交联剂，搅拌均匀后倒入含有步骤（2)制得的取向纳米纤维毡的模具中，将模具置 于-20°C -40°C条件下进行交联反应，交联时间10_36h ;取出交联后的材料在-54°C下冷冻 干燥得到软骨修复材料，用蒸馏水多次洗涤除去残余的交联剂，并在30-60°C下干燥得到取 向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料。
【专利摘要】本发明涉及一种以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料及其制备方法。通过静电纺丝技术制备含有石墨烯的取向纳米纤维毡为骨架，浇注含有丝素、透明质酸、硫酸软骨素、羟基磷灰石粒子的混合溶液，并通过交联技术和冷冻干燥制备而成。具体制备方法为：配制含有石墨烯的丝素/透明质酸的混合溶液作为纺丝溶液，并通过静电纺丝得到取向的纳米纤维毡作为骨架，经戊二醛蒸汽交联稳定后；浇注丝素、透明质酸、硫酸软骨素、羟基磷灰石粒子混合溶液，然后利用交联剂在-20℃-？-40℃进行交联反应，并在-54℃条件下冷冻干燥制备而成。本发明制得的以取向纳米纤维毡为骨架的纳米软骨修复材料在成分和结构上仿生天然骨，具有很好的力学性能、合理的孔隙率以及良好的生物相容性和生物活性，可以作为软骨组织的修复或替代材料，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】A61L27/48, A61L27/58, A61L27/56
【公开号】CN104998302
【申请号】CN201510545411
【发明人】何建新, 谭卫琳, 韩啟明, 杨勇, 王利丹, 连艳平, 崔世忠, 丁彬
【申请人】中原工学院
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月31日