本发明涉及生物工程和生物医学领域，具体涉及3d打印材料、神经修复导管及其制备方法。
背景技术：
目前各种外伤如压迫、牵伸、撕裂、切断等原因造成神经系统的部分或全部损伤，从而神经导致功能丧失和其他神经性疾病。对于出现损伤的神经，神经的神经元轴突在适当的情况下可以再生。借助神经外科特别是微神经外科的发展，神经损伤的修复和再生已成为可能。目前研究和临床上应用的神经修复技术主要有：直接缝合、神经移植(自体移植或异体移植)以及通过促神经修复管修复。针对长距离的神经缺损，神经修复导管由于其合成材料来源广泛，生物相容性好，机械性能可控等优点是目前研究的热点。但目前的神经修复导管具有制备成本较高，工艺复杂，显微结构难控和很难进行快速个性化生产等缺点，在临床应用中遇到很多问题。该领域急需开发能够快速批量制备个性化神经修复管的技术。
3d打印技术是近年来发展的一种增材制造技术，可基于计算机设计、通过逐层堆砌的方式制备各种材料或器件，是一种战略性新兴技术。3d打印技术在个性化制备和复杂结构制造中有独特的优势，可用于制备具有各种形状、结构、尺寸和功能的生物材料或生物组织，在生物医学领域有重要应用，为促神经修复管的制备提供了新选择。
3d打印技术包括熔融沉积技术fdm、三维打印粘结技术3dp、激光选区烧结技术sls、光固化立体成型技术sla和数字光处理技术dlp等，这几种打印成型方式各有特点，具有不同的适用范围。其中fdm、3dp、sls和sla等快速成型制造技术，无论使用喷头挤出、激光烧结或激光固化材料，都只能在一个小区域打印，由点到线、由线到面，最后逐层叠加；然而dlp投影使用的数字微镜元件(dmd)是由无数个小镜片阵列组成的，每一个小镜片可以独立控制一个小区域打印，整个元件可以投射出所需形状的光束，每次能够完成一个层面的打印，打印时间与面积大小无关，因而打印速度远高于fdm、sls和sla等技术。基于dlp原理的3d打印技术因其独特的优势，在组织修复、药物递送、类组织结构制备等领域具有广泛的应用前景。
然而目前很难通过dlp3d打印系统连续、精确地制备复杂的3d结构，我们制备了一种新型的3d打印材料，通过在生物3d打印材料中添加减少紫外光透过的材料如维他命b12，可以制备出高精度的dlp3d打印物。并将该新型3d打印材料通过dlp3d打印构建了一种高精度的神经修复导管。
技术实现要素：
针对连续dlp3d打印技术打印精度较差的问题，本发明提供了一种新型的3d打印材料。该3d打印材料，在常规打印生物材料的原料中加入能够减少紫外光透过的物质。从而减小打印速度，提高连续dlp3d打印精度。
进一步的，上述3d打印材料中，所述的生物材料为支架、血管或神经修复导管。
优选的，上述3d打印材料中，所述能够减少紫外光透过的物质为维他命b12或曙光红a。
优选的，上述3d打印材料，由光聚合生物材料、能够减少紫外光透过的物质和光引发剂溶于水配制而成；其中，光聚合生物材料的浓度为0.1～99％，能够减少紫外光透过的物质的浓度为0.01～99％，光引发剂的浓度为0.01～99％。
进一步的，上述3d打印材料中，光聚合生物材料的浓度为3～30％，能够减少紫外光透过的物质的浓度为0.01～1％，光引发剂的浓度为0.01～5％。
优选的，上述3d打印材料中，所述光聚合生物材料为可光交联明胶衍生物、可光交联藻酸盐衍生物、可光交联聚己内酯衍生物或聚乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种。
进一步的，上述3d打印材料中，所述可光交联明胶衍生物为具有碳碳双键的明胶衍生物。
更进一步的，上述3d打印材料中，所述具有碳碳双键的明胶衍生物为甲基丙烯化明胶及其衍生物。
进一步的，上述3d打印材料中，所述可光交联藻酸盐衍生物为具有碳碳双键的藻酸盐衍生物。
更进一步的，上述3d打印材料中，所述具有碳碳双键的藻酸盐衍生物为甲基丙烯化海藻酸钠。
进一步的，上述3d打印材料中，所述可光交联聚己内酯衍生物为具有碳碳双键的聚己内酯衍生物。
更进一步的，上述3d打印材料中，所述具有碳碳双键的聚己内酯衍生物为聚己内酯二丙烯酸脂。
优选的，上述3d打印材料中，所述光引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(i2959)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)或2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸锂(lap)中的任意一种。
本发明还提供了上述3d打印材料在制备神经修复导管、支架或血管中的应用。
本发明还提供了上述3d打印材料打印得到的神经修复导管、支架或血管。
本发明还提供了上述神经修复导管、支架或血管的打印方法，包括以下步骤：构建神经修复导管、支架或血管相应的数字模型，导入3d打印机；将上述3d打印材料加入3d打印机样品池中，再打印成型；成型所得生物材料放入水中浸泡、取出即可。
进一步的，上述打印方法中，所述浸泡时间为12h以上。
进一步的，上述打印方法中，还包括以下步骤：将浸泡、取出后的生物材料放入加有交联剂的溶液中浸泡进行二次交联，然后再干燥即可。
进一步的，上述打印方法中，所述的干燥方式为自然干燥、烘干或临界点干燥。
进一步的，上述打印方法中，所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edc.hcl)或京尼平。
进一步的，上述打印方法中，所述交联剂溶液的浓度为0.01～99％。
本发明的有益效果在于：本发明设计了一种新型的dlp3d打印材料，在常规打印材料中加入能够减少紫外光透过的物质，降低了打印速度，从而能够提高打印生物材料的精度。通过该3d打印材料我们可以制备高精度的神经修复导管等生物材料，具备个性化生产，批量制备，减少材料使用量等特点；且制备得到的生物材料各性能方面能够满足应用要求。该方法制备的神经修复导管可以随着时间降解，避免了二次手术，为周围神经的修复提供一个良好的微环境，为周围神经的修复提供了一个好的治疗方法。
附图说明
图1a、b为使用pegda(20％)打印的神经导管，c、d为使用gelma(20％)打印的神经导管；其中，a、c添加了0.1％的维他命b12；b、d没有添加维他命b12。a-d均是采用同一打印图形打印的中空导管。从图1可以看出，未添加维他命b12材料打印的中空导管内部没有得到中空结构，而添加维他命b12后可以得到与原打印图形一致的中空结构神经导管。从图1可知，添加维他命b12可以提高打印精度。
图2利用gelma材料打印神经导管用于大鼠坐骨神经修复示意图。
具体实施方式
针对现有3d打印精度不高的缺陷，发明人经过大量研究发现，可在常规用于打印支架、血管或神经修复导管等生物材料的原料中加入能够减少紫外光透光的物质，再用常规方法打印，打印出来的生物材料则具有高精度的优点。
本发明在原有3d打印生物材料的常规原料中加入了能够减少紫外光透光的物质，从而提供了一种新型的3d打印材料。然后再通过3d打印后能够得到高精度的生物材料。所述能够减少紫外光透光的物质为维他命b12或曙光红a。
优选的，上述3d打印材料，由光聚合生物材料、能够减少紫外光透过的物质和光引发剂配制而成；其中，3d打印材料中光聚合生物材料的浓度为0.1～99％，3d打印材料中能够减少紫外光透过的物质的浓度为0.01～99％，3d打印材料中光引发剂的浓度为0.01～99％。
进一步的，上述3d打印材料中，光聚合生物材料的浓度为3～30％，能够减少紫外光透过的物质的浓度为0.01～1％，光引发剂的浓度为0.01～5％。
优选的，上述3d打印材料中，所述光聚合生物材料为可光交联明胶衍生物、可光交联藻酸盐衍生物、可光交联聚己内酯衍生物或聚乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种。
进一步的，上述3d打印材料中，所述可光交联明胶衍生物为具有碳碳双键的明胶衍生物。更进一步的，所述具有碳碳双键的明胶衍生物为甲基丙烯化明胶及其衍生物。可通过现有公开的方法制备得到上述物质。
进一步的，上述3d打印材料中，所述可光交联藻酸盐衍生物为具有碳碳双键的藻酸盐衍生物。更进一步的，所述具有碳碳双键的藻酸盐衍生物为甲基丙烯化海藻酸钠。可通过现有公开的方法制备得到上述物质。
进一步的，上述3d打印材料中，所述可光交联聚己内酯衍生物为具有碳碳双键的聚己内酯衍生物。更进一步的，所述具有碳碳双键的聚己内酯衍生物为聚己内酯二丙烯酸脂。可通过现有公开的方法制备得到上述物质。
优选的，上述3d打印材料中，所述光引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(i2959)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)或2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸锂(lap)中的任意一种。
本发明还提供了上述3d打印材料在制备神经修复导管、支架或血管中的应用。
本发明还提供了上述3d打印材料打印得到的神经修复导管、支架或血管。
本发明还提供了神经修复导管、支架或血管的打印方法，包括以下步骤：构建神经修复导管、支架或血管相应的数字模型，导入3d打印机；将上述3d打印材料加入3d打印机样品池中，再打印成型；成型所得生物材料放入水中浸泡一段时间以除去光引发剂，然后取出生物材料即可。
进一步的，上述打印方法中，还包括以下步骤：将浸泡后生物材料放入加有交联剂的溶液中浸泡一段时间进行二次交联以提高生物材料的稳定性同时延长降解时间，然后再取出、干燥即可。
进一步的，上述打印方法中，所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edc.hcl)或京尼平。
进一步的，上述神经修复导管的打印方法，所述交联剂溶液的浓度为0.01～99％。
本发明产品和方法中，浓度1％表示100ul溶液中有溶质1mg。例如：光聚合生物材料的浓度为0.1～99％表示100ul的溶液中含有0.1～99mg的光聚合生物材料。
实施例1本发明促神经修复导管的制备和使用
(1)构建促神经修复管3d数字模型：根据体内神经直径大小，我们通过三维模型建立软件，构建了内径分别为1.5mm、5mm、8.5mm的促神经修复管模型；
(2)配置打印材料：配制打印材料，其中，甲基丙烯化明胶(gelma)浓度为20％、维他命b12浓度为0.1％、光引发剂lap浓度为1％；
(3)打印：将配置好的打印材料加入样品池，启动程序等待打印完成后，取出促神经修复管；
(4)神经修复管的清洗：将打印好后的神经修复导管放入水中浸泡以除去光引发剂和减少紫外光透过材料，取出干燥即得成品。
实施例2本发明促神经修复导管的制备和使用
(1)构建促神经修复管3d数字模型：根据体内神经直径大小，我们通过三维模型建立软件，构建了内径分别为1.5mm、5mm、8.5mm的促神经修复管模型；
(2)配置打印材料：配制打印材料，其中，聚己内酯二丙烯酸脂(pegda)浓度为20％、维他命b12浓度为0.1％、光引发剂lap浓度为1％；
(3)打印：将配置好的打印材料加入样品池，启动程序等待打印完成后，取出促神经修复管；
(4)神经修复管的清洗：将打印好后的神经修复导管放入水中浸泡以除去光引发剂和减少紫外光透过材料，取出干燥即得成品。
实施例3本发明促神经修复导管的制备和使用
(1)构建促神经修复管3d数字模型：根据体内神经直径大小，我们通过三维模型建立软件，构建了内径分别为1.5mm、5mm、8.5mm的促神经修复管模型；
(2)配置打印材料：配制打印材料，其中，甲基丙烯化海藻酸钠浓度为5％、维他命b12浓度为0.1％、光引发剂lap浓度为1％；
(3)打印：将配置好的打印材料加入样品池，启动程序等待打印完成后，取出促神经修复管；
(4)神经修复管的清洗：将打印好后的神经修复导管放入水中浸泡以除去光引发剂和减少紫外光透过材料，取出干燥即得成品。
本实施例打印所得神经修复导管的内径、长度、壁厚等尺寸均与模型设计尺寸非常接近，达到了打印高精度的效果。
体内手术：利用实施例1打印所得神经修复导管对大鼠坐骨神经修复。将大鼠(sd大鼠，200-220g，购自成都达硕实验动物有限公司，spf级饲养)坐骨神经截断1cm后利用该神经导管将断端分别缝合与神经修复导管两侧。4个月后，发现sd大鼠坐骨神经形态上已经连接(如图2a、2b)，图2a为修复后的神经与未完全降解的神经修复导管，图2b为除去导管覆盖后的神经，其中中间较细部分为再生的神经。