[发明专利]一种3D打印人工生物可降解硬脑膜及其制备方法

摘要

本发明属于生物基材料技术领域，尤其涉及一种3D打印人工生物可降解硬脑膜及其制备方法。本发明提出一种三层复合结构硬脑膜修复材料，以人工合成降解材料作为基材，细菌纤维素/.聚乳酸复合膜作为增强层，胶原蛋白海绵膜层作为生物膜，利用3D打印技术制备的人工硬脑膜内部结构和人体脑膜高度相似，可直接贴合在患者的脑膜破损处，实现伤口缝合的效果。与传统方法相比，更利于硬脑膜细胞的生长，降低了与颅盖骨的粘连概率，为硬脑膜修复，防止癫痫的发生提供了有力保障。

主权项

1.一种3D打印人工生物可降解硬脑膜及其制备方法，其特征是：一种以人工合成降解材料作为基材，BC/PLA复合膜作为增强层，胶原蛋白海绵膜层作为生物膜，再利用3D打印技术打印出适合患者的人工硬脑膜基体，最后将BC/PLA复合膜和胶原蛋白海绵膜层依次涂覆到基体表面的制备方法，具体方法如下：（1）基材的制备：称取人工合成降解材料、过氧化二苯甲酰、丙酮加入反应釜中，充入氮气进行保护，升温至40~60℃，压力0.4~0.6Mpa，反应2.5~3.5小时，反应完毕，离心分离产品，得到基材共聚物；根据患者的CT数据打印出硬脑膜基体；（2）细菌纤维素/.聚乳酸复合膜制备：a）将聚乳酸（PLA）溶解于复合溶剂中，得到质量分数为5~15%的PLA溶液；利用静电纺丝仪在20kV，45℃下纺膜，PLA溶液用量5.0mL，纺膜速率0.15~0.3mm/s，制得直径为0.5~1mm的PLA膜；b）将保存于4℃条件下的木醋杆菌接种于平板培养基，26℃下恒温好氧培养48h，使菌种完全活化；将活化后的菌落转移到到种子培养液，26℃下恒温好氧静置培养7d；在250mL三角瓶中装入30mL发酵培养基，加入0.30g无菌PLA膜，按体积分数20%接种量接入种子液，30℃、160r/min振荡培养30~36h，收集发酵液中湿膜，刀片剥离外层细菌纤维素层，取BC/PLA复合层，用去离子水反复冲洗至pH为7.0，–50℃下冷冻干燥得BC/PLA复合膜；（3）胶原蛋白海绵膜层的制备：将胶原蛋白、BMP生长因子和复合粒子按质量分数为（20~23.5：3.2~5.3：7.5~10.3）分散于去离子水中，45℃水浴缓慢搅拌至体系均匀得胶原蛋白凝胶液，继续水浴1h；加入一定甘油，磁力搅拌转速为100r/min，搅拌均匀，浇注进培养皿；置于冷冻干燥机中，在−80℃预冻24h，设置温度曲线为‑80℃，2h后抽真空，以5℃/h的速率增至35℃，恒温15h，得胶原蛋白海绵；（4）人工合成硬脑膜：a）采用涂膜器将上述制备好的BC/PLA复合膜覆于打印好的基材上，待溶液挥发1~3h后，进行下一次涂覆，如此重复6~10次；将得到的双层硬脑膜材料加入不锈钢转鼓中，加入2~4份常温水，水洗10~30min，弃去废液，如此重复水洗3~6次；加入2~4份常温水，水洗30~60min，弃去废液，如此重复水洗2~5次；加入2~4份常温水，水洗60~90min，弃去废液，如此重复水洗2~5次；将水洗后的双层硬脑膜材料置于20~40℃真空干燥箱中干燥4~8h；b）再将胶原蛋白海绵按上述步骤涂覆在双层硬脑膜材料，得到半成品可降解复合层硬脑膜半成品；c）将采用Co60所产生的γ射线或环氧乙烷进行消毒灭菌，成型包装，即制得可降解复合层硬脑膜成品。