[发明专利]一种利用3D打印制备聚乙烯醇/纳米氧化硅复合水凝胶支架的方法

摘要

本发明公开了一种利用3D打印制备聚乙烯醇/纳米氧化硅复合水凝胶支架的方法，首先按质量浓度为8～12%的比例将聚乙烯醇（PVA）树脂加入去离子水中搅拌分散，在90～95℃恒温水浴中完全溶解得到PVA溶液；将得到的PVA溶液缓慢加入无机粉体纳米氧化硅（SiO2）中，搅拌均匀得到具有触变性能的混合溶胶，其中，纳米SiO2与PVA的质量比为（0.5～1）﹕1；然后利用机器人点胶机挤出混合溶胶，3D打印成型得到溶胶支架样品；最后将该样品置于‑20～‑40℃冷冻室冷冻20～22小时，取出后室温解冻熔融2～4小时，得到具有可控精细结构的水凝胶支架。本发明方法能够方便、快速的制备生物支架，并实现了支架结构以及内部孔隙的可控，以适应不同应用场合的需要。

主权项

一种利用3D打印制备聚乙烯醇/纳米氧化硅复合水凝胶支架的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：材料的准备，包含如下子步骤：子步骤1.1：将8g PVA树脂加入到92g去离子水中，搅拌分散均匀后置于95℃恒温水浴中冷凝回流2小时，至PVA完全溶解，得到100g PVA溶液；子步骤1.2：将子步骤1.1制得的100g PVA溶液置于95℃真空干燥箱内脱气30分钟，脱气完后，将脱气后的PVA溶液缓慢加入装有4g粒径为20nm的气相纳米氧化硅（SiO2）的烧杯中，充分搅拌，至气相纳米氧化硅均匀分散在PVA溶液中，得到具有触变性能的混合溶胶；步骤2：支架的成型：利用型号为The Loctite® 200D Benchtop Robot的机器人点胶机驱动医用注射器连接直径为0.1mm的移液管滴头挤出步骤1制备得到的混合溶胶，调节XY轴平台移动速率为100mm/min，Z轴步进高度为0.2mm，挤出机挤出体积流率为0.5mm3/s，3D打印成型得到溶胶支架样品；步骤3：支架的后处理：将步骤2制得的溶胶支架样品置于‑40℃冷冻室冷冻20小时，取出后室温解冻熔融4小时，得到具有可控精细结构的水凝胶支架；利用平板流变仪检测步骤1中所述的混合溶胶，测得混合溶胶的零切粘度为9200Pa·s，溶胶在移液管滴头挤出时的表观粘度为10 Pa·s；最终制得的水凝胶支架外形为长方体，测得其外形尺寸为：长×宽×高=10mm×10 mm×2mm；组成支架的水凝胶线条截面直径为0.5mm；水凝胶支架内部孔洞为正四边形，边长为0.3mm。