[发明专利]一种3D多枝仿生支架及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种3D多枝仿生支架，其特征在于，所述3D多枝仿生支架包括：主干纤维管，所述主干纤维管的一端连通有至少两个一级分支纤维管，每个一级分支纤维管的端部连通有二级分支纤维管；所述主干纤维管的横截面积等于所有与之连接的一级分支纤维管的横截面积之和，所述主干纤维管的管壁、所述一级分支纤维管的管壁和所述二级分支纤维管的管壁均具有孔隙结构；

所述3D多枝仿生支架由纤维管通过自粘连的方式拼接组装得到；

两纤维管之间具有氢键或金属络合作用，通过氢键或金属络合作用实现自粘连；

所述主干纤维管、一级分支纤维管和二级分支纤维管的材料包括生物可降解高分子材料A和材料B；

所述生物可降解高分子材料A为丝蛋白、壳聚糖、透明质酸、胶原、海藻酸钠、明胶、聚丙交酯-乙交酯、聚乙烯醇、聚己内酯、聚乳酸中的一种或两种以上的组合；

所述材料B为单宁酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、正价金属盐、硼砂、环糊精、丁二酮肟中的一种或两种以上的组合；

所述3D多枝仿生支架还包括套管，所述套管用于将不同纤维管之间的连接处进行加固。

2.根据权利要求1所述的3D多枝仿生支架，其特征在于，单个分支纤维管的横截面积等于所有与之连接的下一级分支纤维管的横截面积之和。

3.根据权利要求1所述的3D多枝仿生支架，其特征在于，所述纤维的直径为0.1~25 mm，所述孔隙的直径为0.01~100 μm。

4.一种权利要求1~3任一项所述的3D多枝仿生支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供混合墨水，所述混合墨水包括生物可降解高分子材料A、材料B和溶剂；

采用3D直写或静电纺丝将所述混合墨水制成多个纤维管；

将所述多个纤维管通过自粘连的方式进行拼接组装，得到所述3D多枝仿生支架；

两纤维管之间具有氢键或金属络合作用，通过氢键或金属络合作用实现自粘连；

所述生物可降解高分子材料A为丝蛋白、壳聚糖、透明质酸、胶原、海藻酸钠、明胶、聚丙交酯-乙交酯、聚乙烯醇、聚己内酯、聚乳酸中的一种或两种以上的组合；

所述材料B为单宁酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、正价金属盐、硼砂、环糊精、丁二酮肟中的一种或两种以上的组合；

所述溶剂为水、甲酸、乙酸、六氟异丙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上的组合；

所述将所述多个纤维管通过自粘连的方式进行拼接组装的步骤之后，还包括采用套管将不同纤维管之间的拼接处进行加固的步骤。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合墨水中，总的生物可降解高分子材料占比为1~35% w/v，所述生物可降解高分子材料A和材料B的质量比为1:4~19:1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述采用3D直写或静电纺丝将所述混合墨水制成多个纤维管的步骤，具体包括：

将所述混合墨水加至3D直写机的注射器中，根据所述3D直写机和预设纤维管尺寸，调整注射器针头到接收器的距离；

设置所述3D直写机中的压强、电场与流速，在所述压强、电场及流速作用下从注射器针头中挤出纤维，所述纤维在不同接收器上定向收集、排布，得到所述多个纤维管；

或者，将所述混合墨水加至静电纺丝机的注射器中，根据所述静电纺丝机和预设纤维管尺寸，调整注射器针头到接收器的距离；

设置所述静电纺丝机中的电场、流速，在所述电场、流速作用下从注射器针头中挤出纤维，所述纤维在不同接收器上定向收集、排布，得到所述多个纤维管。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述3D直写机注射器针头到接收器的距离为0.1~1.5 cm，所述压强为10~100 kPa，所述电场为0.5~1.5 kV，所述流速为1~30 mm/s；

或者，所述静电纺丝机注射器针头到接收器的距离为5~30 cm，所述电场为15~25 kV，所述流速为0.1~10 mL/h。