本發(fā)明屬于組織工程材料領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合支架材料及其制備。

背景技術(shù)：

羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物，具備有抗菌、抗病毒等作用，生物相容性好，是一種兩性聚電解質(zhì)。

碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。而作為碳材料的一種，碳納米管也具備優(yōu)良的生物相容性。一般來(lái)講，單壁碳納米管具有較高的化學(xué)惰性，其表面要純凈一些，而多壁碳納米管表面要活潑得多，結(jié)合有大量的表面基團(tuán)，如羧基等。碳納米管具有良好的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度達(dá)到50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個(gè)數(shù)量級(jí)；它的彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍。

透明質(zhì)酸是一種酸性粘多糖，以其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)在機(jī)體內(nèi)顯示出多種重要的生理功能，如潤(rùn)滑關(guān)節(jié)，調(diào)節(jié)血管壁的通透性，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)，水電解質(zhì)擴(kuò)散及運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)創(chuàng)傷愈合等。尤為重要的是，透明質(zhì)酸具有特殊的保水作用，是目前發(fā)現(xiàn)的自然界中保濕性最好的物質(zhì)，被稱(chēng)為理想的天然保濕因子。透明質(zhì)酸是一種多功能基質(zhì)，透明質(zhì)酸廣泛分布于人體各部位。其中皮膚也含有大量的透明質(zhì)酸。人類(lèi)皮膚成熟和老化過(guò)程也隨著透明質(zhì)酸的含量和新陳代謝而變化，它可以改善皮膚營(yíng)養(yǎng)代謝，使皮膚柔嫩、光滑、去皺、增加彈性、防止衰老，在保濕的同時(shí)又是良好的透皮吸收促進(jìn)劑。與其他營(yíng)養(yǎng)成分配合使用，可以起到促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收的更理想效果。

絲素蛋白，是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，含量約占蠶絲的70%～80%，具備良好的柔韌性、透氣透濕性、緩釋性及生物相容性。

生物支架是指在組織工程中，為細(xì)胞生長(zhǎng)輸送營(yíng)養(yǎng)及排泄代謝產(chǎn)物的三維多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)胞載體。因此支架材料通常要求具備良好的生物相容性、三維多孔結(jié)構(gòu)和一定的力學(xué)性能。

現(xiàn)有技術(shù)中的生物支架材料分為天然材料及人工合成材料，天然材料往往具有優(yōu)良的生物相容性，但力學(xué)性能往往有所欠缺，而人工合成材料生物相容性欠佳，或者不具備相適應(yīng)的力學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是解決現(xiàn)有技術(shù)中生物支架材料生物相容性不好，力學(xué)性能不佳的技術(shù)的問(wèn)題，提供一種兼具優(yōu)異生物相容性、三維多孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的復(fù)合支架材料。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合支架材料，由以下重量份的原料組成：

羧甲基殼聚糖：10-30份；

透明質(zhì)酸：10-30份；

絲素蛋白：30-65份；

碳納米管：4-10份。

優(yōu)選地，所述碳納米管為多壁碳納米管，直徑為20-40 nm，長(zhǎng)度為2-5微米。

羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物，具備有抗菌、抗病毒等作用，生物相容性好，是一種兩性聚電解質(zhì)；透明質(zhì)酸在維持組織形態(tài)和保持組織抗壓縮性及張力方面具有重要作用，還對(duì)細(xì)胞具有多種作用，如保護(hù)細(xì)胞，影響細(xì)胞移動(dòng)、增殖和分化，影響細(xì)胞的吞噬功能，屏蔽細(xì)胞膜上的機(jī)械感受器等；絲素蛋白對(duì)細(xì)胞的粘附性較強(qiáng)，具備優(yōu)異的生物降解性能、生物相容性、低抗原性、低刺激性和低細(xì)胞毒性；多壁碳納米管具備優(yōu)異的力學(xué)性能和生物相容性；羧甲基殼聚糖、透明質(zhì)酸、絲素蛋白和少量碳納米管復(fù)合，制得的復(fù)合材料集合了其優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)異的低抗原性、低刺激性和低細(xì)胞毒性，以及促進(jìn)細(xì)胞增值分化性能及力學(xué)性能。

優(yōu)選地，所述的復(fù)合支架材料由以下重量份的原料組成：

羧甲基殼聚糖：20份；

透明質(zhì)酸：20份；

絲素蛋白：54份；

碳納米管：6份。

一種復(fù)合支架材料的制備方法，包括以下步驟：

A.將羧甲基殼聚糖溶解于超純水中，制得羧甲基殼聚糖水溶液；

B.將透明質(zhì)酸溶解于超純水中，制得透明質(zhì)酸水溶液；

C.將絲素蛋白溶解于超純水中，制得絲素蛋白水溶液；

D.將多壁碳納米管加入15 mg/mL 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，混合均勻后，超聲4小時(shí)，多壁碳納米管濃度為2-5 mg/mL；

E.將步驟A、B、C、D制得的溶液混合均勻，超聲3小時(shí)；

F.將海藻酸鈉溶液加入步驟E的混合溶液中，室溫條件下攪拌12小時(shí)；

G.將步驟F制得的混合溶液冷凍干燥，制得復(fù)合支架材料。

羧甲基殼聚糖在水溶液中產(chǎn)生大量帶正電荷的伯氨基，透明質(zhì)酸溶解于水后帶有負(fù)電荷，絲素蛋白溶解于水后帶負(fù)電荷，碳納米管表面吸附十六烷基三甲基溴化銨帶正電荷，海藻酸鈉溶解于水后形成大量帶負(fù)電荷的羧基，溶液混合后，由于正、負(fù)電荷相互作用形成凝膠，不需要苛刻的反應(yīng)條件和額外的交聯(lián)劑。

優(yōu)選地，所述步驟F中海藻酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為5-10%，體積為混合溶液30%-50%。

優(yōu)選地，所述步驟G的凍干條件為：真空條件下，溫度為-120℃--80℃，干燥時(shí)間6-12小時(shí)。凍干后，所得產(chǎn)物為三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙多，比表面積大，可進(jìn)一步搭載藥物或者細(xì)胞生長(zhǎng)因子，達(dá)到緩釋的效果。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下，本發(fā)明的復(fù)合支架材料根據(jù)羧甲基殼聚糖、透明質(zhì)酸、絲素蛋白和碳納米管溶液正、負(fù)電荷的相互作用復(fù)合，制得復(fù)合物結(jié)合各原料的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)異的低抗原性、低刺激性和低細(xì)胞毒性，以及促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)及力學(xué)性能，凍干得到的產(chǎn)物為三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙多，比表面積大，可進(jìn)一步搭載藥物或者細(xì)胞生長(zhǎng)因子，達(dá)到緩釋的效果。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種復(fù)合支架材料，由以下重量份的原料組成：

羧甲基殼聚糖：10-30份；

透明質(zhì)酸：10-30份；

絲素蛋白：30-65份；

碳納米管：4-10份。

優(yōu)選地，所述碳納米管為多壁碳納米管，直徑為20-40 nm，長(zhǎng)度為2-5微米。

羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物，具備有抗菌、抗病毒等作用，生物相容性好，是一種兩性聚電解質(zhì)；透明質(zhì)酸在維持組織形態(tài)和保持組織抗壓縮性及張力方面具有重要作用，還對(duì)細(xì)胞具有多種作用，如保護(hù)細(xì)胞，影響細(xì)胞移動(dòng)、增殖和分化，影響細(xì)胞的吞噬功能，屏蔽細(xì)胞膜上的機(jī)械感受器等；絲素蛋白對(duì)細(xì)胞的粘附性較強(qiáng)，具備優(yōu)異的生物降解性能、生物相容性、低抗原性、低刺激性和低細(xì)胞毒性；多壁碳納米管具備優(yōu)異的力學(xué)性能和生物相容性；羧甲基殼聚糖、透明質(zhì)酸、絲素蛋白和少量碳納米管復(fù)合，制得的復(fù)合材料集合了其優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)異的低抗原性、低刺激性和低細(xì)胞毒性，以及促進(jìn)細(xì)胞增值分化性能及力學(xué)性能。

實(shí)施例2：

一種復(fù)合支架材料由以下重量份的原料組成：

羧甲基殼聚糖：20份；

透明質(zhì)酸：20份；

絲素蛋白：54份；

碳納米管：6份。

實(shí)施例3：

一種復(fù)合支架材料的制備方法，包括以下步驟：

A.將羧甲基殼聚糖溶解于超純水中，制得羧甲基殼聚糖水溶液；

B.將透明質(zhì)酸溶解于超純水中，制得透明質(zhì)酸水溶液；

C.將絲素蛋白溶解于超純水中，制得絲素蛋白水溶液；

D.將多壁碳納米管加入15 mg/mL 十六烷基三甲基溴化銨溶液中，混合均勻后，超聲4小時(shí)，多壁碳納米管濃度為2-5 mg/mL；

E.將步驟A、B、C、D制得的溶液混合均勻，超聲3小時(shí)；

F.將海藻酸鈉溶液加入步驟E的混合溶液中，室溫條件下攪拌12小時(shí)；

G.將步驟F制得的混合溶液冷凍干燥，制得復(fù)合支架材料。

羧甲基殼聚糖在水溶液中產(chǎn)生大量帶正電荷的伯氨基，透明質(zhì)酸溶解于水后帶有負(fù)電荷，絲素蛋白溶解于水后帶負(fù)電荷，碳納米管表面吸附十六烷基三甲基溴化銨帶正電荷，海藻酸鈉溶解于水后形成大量帶負(fù)電荷的羧基，溶液混合后，由于正、負(fù)電荷相互作用形成凝膠，不需要苛刻的反應(yīng)條件和額外的交聯(lián)劑。

優(yōu)選地，所述步驟F中海藻酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為5-10%，體積為混合溶液30%-50%。

優(yōu)選地，所述步驟G的凍干條件為：真空條件下，溫度為-120℃--80℃，干燥時(shí)間6-12小時(shí)。凍干后，所得產(chǎn)物為三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙多，比表面積大，可進(jìn)一步搭載藥物或者細(xì)胞生長(zhǎng)因子，達(dá)到緩釋的效果。

需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并沒(méi)有用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述基礎(chǔ)上做出的等同替換或者替代均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。