[发明专利]一种三维多孔复合棒材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合棒材的制备，涉及一种氧化石墨烯增强改性魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石三维多孔复合棒材的制备方法。制得的三维多孔复合棒材力学性能、孔隙率可以满足骨修复支架材料临床使用要求，特别适用作骨修复支架材料。

背景技术

氧化石墨烯是石墨烯的一种重要的派生物，也被称为功能化的石墨烯，它的结构与石墨烯大体相同，只是在二维基面上连有一些官能团，主要是一些含氧官能团，如羟基、羧基、环氧基和羰基等许多活性功能基团，其中羟基和环氧官能团主要位于石墨的基面上，而羧基、氧基和羰基则处在石墨烯的边缘处，这使得它可以和其他一些高分子化合物能够结合成新型复合材料。把氧化石墨烯作为一种无机分子填入有机高分子中，可以改进高分子材料的导热、导电和力学性，提高了复合材料的耐热稳定性、耐化学性和机械性能，为复合材料提供了更广阔的应用领域。

魔芋葡甘聚糖是一种天然高分子多糖，其分子中包含葡萄糖和甘露糖，以β-1，4-糖苷键连接，同时还存在乙酰基团。作为一种可再生天然资源，魔芋葡甘聚糖来源充足。因魔芋葡甘聚糖具有良好的生物降解性、生物相容性和一定生物活性，能抑制高血糖、高血脂，糖尿病，肥胖症，抑制大肠癌变等疾病，具有促进伤口愈合、止血功能等。目前，魔芋葡甘聚糖在生物材料领域的应用日益受到关注。

羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)是人体自然骨的主要成分(含60%～70%)，具有极好的生物活性和骨组织生长的引导性。羟基磷灰石分子中的 Ca²⁺可与含有羧基的氨基酸、蛋白质、有机酸等发生交换反应，具有良好的骨传导性能和生物活性， 能与骨组织形成牢固的骨性结合促进骨骼生长， 并且相态比较稳定，具有无毒性、防发炎性，是公认的性能良好的骨修复替代材料。目前，羟基磷灰石复合骨修复支架材料仍存在界面结合不太理想，粒子分散不均匀、孔隙分布不均、力学性不理想等问题。

现在技术中，尚未见有关氧化石墨烯增强改性魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石棒材三维复合棒材方法的文献报道。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种氧化石墨烯增强改性魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石三维多孔复合棒材的制备方法。从而有效解决现在技术中羟基磷灰石复合骨修复支架材料孔隙分散不均匀、力学性能差等缺点。

本发明的内容是：一种三维多孔复合棒材的制备方法，其特征是由下列步骤组成：

a、将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声搅拌0.5～3小时，配制成质量百分比浓度为0.01%～1%的氧化石墨烯水溶液；

按氧化石墨烯：钙盐：磷酸盐为1：1.006～163.3：0.687～103.4的质量比取钙盐和磷酸盐，并将钙盐和磷酸盐加入到所述氧化石墨烯水溶液中，搅拌均匀，得到氧化石墨烯/羟基磷灰石前驱体溶液；

b、按氧化石墨烯与魔芋葡甘聚糖质量比为1：3～300的比例取魔芋葡甘聚糖，搅拌下将魔芋葡甘聚糖加入到所述氧化石墨烯/羟基磷灰石前驱体溶液中，在35～60℃的温度下搅拌10～120分钟，再静置脱泡12～48小时，得到混合溶液；

c、将所述混合溶液注入透析袋（用半透膜做成能装入待透析液体的袋或管，是简便的透析装置；截留分子量可以为1000～100000，宽度可以为10～44毫米）中，使用透析袋夹子封口后，浸入质量百分比浓度为0.5%～5%的碱性凝固液中（即密封的装有混合溶液的透析袋整体浸入质量百分比浓度为0.5%～5%的碱性凝固液中），在40～60℃的温度下浸泡5～15天，透析袋中的物料即为制得的氧化石墨烯增强改性魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石三维复合棒材；

d、按所述制得的复合棒材：去离子水为1：10～50的体积比取去离子水，将所述复合棒材置于去离子水中，浸泡1～7天，取出、用去离子水洗涤至中性（此处的中性是指pH值可以为6.5～7.5中任一），在30～100℃的温度下干燥1～12小时，再在-20～-50℃的温度下超低温冷冻5～24小时，再在压力为-0.1～0MPa、温度为-20～-50℃的条件下真空冷冻干燥5～10天，即制得氧化石墨烯增强改性魔芋葡甘聚糖/羟基磷灰石三维多孔复合棒材。

本发明的内容中：步骤a所述的钙盐可以为氯化钙或硝酸钙。

本发明的内容中：步骤a所述的磷酸盐可以为磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠或磷酸氢二钾。