【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于材料制備，具體涉及一種用于原位3d打印的海洋多糖基生物墨水及其制備方法與應用。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、3d生物打印因其打印復雜結構的能力而受到越來越多的關注。其中利用紫外光聚合技術進行的3d光固化打印具有高靈活、高精度、打印速度快等優點，已被廣泛用于多種組織的體外重建研究。然而手術植入存在手術并發癥和感染的風險，這往往會造成二次損傷。若能通過無創的方式，在原位實現受損組織的修復將大大降低醫源性損傷。然而，由于組織穿透深度差，紫外光的長時間照射對生物組織產生危害，使用目前的光固化打印技術無法實現在受損組織原位修復。如何將光深入傳遞到光學散射介質中，如生物組織，在技術上仍然具有挑戰性。
3、與紫外光(＜400nm)、可見光(400-700nm)和第一近紅外(nir)窗口(nir-i-700-900nm)的熒光成像相比，第二個nir窗口(nir-ii，900-1700nm)的組織穿透性更強，更適用于深層生物組織。使用稀土離子摻雜的發光復合材料，能克服紫外光肌肉穿透性差以及傷害生物組織的缺點，在動物體內能將近紅外二區光轉換為對應波長的紫外光，在生物體內實現原位3d打印，可以作為一種光激活原位3d打印的理想轉化材料。
4、此外，對于3d生物打印而言，生物墨水、打印方法和有效血管化是當前面臨的三個主要關鍵技術挑戰，目前很難設計出具有滿足臨床實
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術目的是提供一種用于原位3d打印的海洋多糖基生物墨水及其制備方法與應用，本專利技術提供的海洋多糖基生物墨水形成的水凝膠具有良好的機械性能和良好的生物相容性，可用于原位3d光固化生物打印；且具有促進細胞粘附、增殖、遷移、抗炎、抗氧化以及促進內皮細胞血管化的功能，可用于組織原位修復、血管構建、組織重建等。
2、為了實現上述目的，本專利技術是通過如下的技術方案來實現：
3、本專利技術第一方面，提供一種海洋多糖基生物墨水的制備方法，包括如下制備步驟：
4、s1、混合海藻酸鈉和甲基丙烯酸酐進行反應，得到甲基丙烯?；Ｔ逅徕c；
5、s2、混合ybcl3·6h2o、tmcl3·6h2o、zr(no3)4·5h2o進行加熱反應，得到上轉換納米材料na3zrf7:yb,tm；
6、s3、混合溶于苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸鋰(lap)的甲基丙烯?；Ｔ逅徕c、巖藻多糖、膠原蛋白、貽貝粘蛋白和上轉換納米材料na3zrf7:yb,tm，即得海洋多糖基生物墨水。
7、優選的，步驟s1中，所述海藻酸鈉與甲基丙烯酸酐的質量比為1:1～1:5，優選為1:3。
8、優選的，步驟s1中，所述反應是在堿性條件下進行，具體是在反應溶液中加入氫氧化鈉，保持ph為8.0。
9、優選的，步驟s1中，反應后的混合物在預冷的乙醇中進行沉淀，然后依次進行抽濾、洗滌，即得甲基丙烯酰化海藻酸鈉。
10、優選的，步驟s2中，所述ybcl3·6h2o、tmcl3·6h2o、zr(no3)4·5h2o的摩爾比為15～25:0.05～0.15:75～82。
11、進一步優選的，所述ybcl3·6h2o、tmcl3·6h2o、zr(no3)4·5h2o的摩爾比為20:0.1:79.9。
12、優選的，步驟s2中，所述ybcl3·6h2o、tmcl3·6h2o、zr(no3)4·5h2o先溶于水中，再加入有機溶劑進行加熱反應；進一步優選的，所述有機溶劑為naoh和nh4f。
13、優選的，步驟s2中，所述加熱反應的溫度為150～250℃，時間為10～15h。
14、進一步優選的，步驟s2中，所述加熱反應的溫度為200℃，時間為12h。
15、優選的，步驟s2中，所述加熱反應結束后，依次進行離心、洗滌；所述離心的時間為2～5min；所述洗滌采用的洗滌劑為水和乙醇，洗滌次數為2～5次。
16、進一步優選的，所述離心的時間為3min；所述洗滌的次數為3次。
17、優選的，步驟s3中，所述甲基丙烯酰化海藻酸鈉、巖藻多糖、膠原蛋白、貽貝粘蛋白和上轉換納米材料na3zrf7:yb,tm的質量體積濃度比為4～6:3～7:2～5:3～5:10。
18、優選的，所述甲基丙烯酰化海藻酸鈉是光固化水凝膠主要成分，lap是光引發劑，巖藻多糖具有抗炎抗菌效果，膠原蛋白促進血管生成，貽貝粘蛋白有利于細胞的粘附和增殖，上轉換納米材料na3zrf7:yb,tm發射的紫外光使水凝膠固化。
19、本專利技術第二方面，提供了一種用于原位3d打印的海洋多糖基生物墨水，通過第一方面所述的制備方法獲得。
20、本專利技術第三方面，提供了一種第二方面所述的海洋多糖基生物墨水在光固化打印技術中的應用。
21、上述本專利技術的一種或多種技術方案取得的有益效果如下：
22、(1)本專利技術制備的海洋多糖基生物墨水是以天然的海洋生物材料為原料，來源豐富，成本較低，生物相容性優異。
23、(2)本專利技術制備的上轉換材料在980nm的激發光下觸發生物墨水固化，能克服紫外光肌肉穿透性差以及傷害生物組織的缺點，980nm的光源穿透性更強有利于在生物體內能夠實現原位3d打印，是一種光激活原位3d打印的理想轉化材料。
24、(3)本專利技術提供一種海洋多糖基生物墨水，該墨水能夠模擬細胞外基質的環境，為細胞的體外三維培養提供良好的環境，且能夠響應近紅外光固化，實現穿透10mm生物組織的原位打印，克服目前的光固化打印技術無法實現在穿透組織的原位固化問題。
25、(4)本專利技術中海洋多糖基生物墨水具有促進細胞生長、促進組織修復、抗炎和促進血管生成的能力，可以解決目前大多數水凝膠的生物安全性以及生物活性的問題。
26、(5)本專利技術中的海洋多糖基生物墨水成型性能良好，且產生的水凝膠機械強度高，支持多種不同形狀結構的模型打印，應用領域廣泛，可用于原位組織修復、血管構建、組織重建等。
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1.一種用于原位3D打印的海洋多糖基生物墨水的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述海藻酸鈉與甲基丙烯酸酐的質量比為1:1～1:5，優選為1:3。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述反應是在堿性條件下進行，具體是在反應溶液中加入氫氧化鈉，保持pH為8.0。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，反應后的混合物在預冷的乙醇中進行沉淀，然后依次進行抽濾、洗滌，即得甲基丙烯?；Ｔ逅徕c。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述YbCl3·6H2O、TmCl3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O的摩爾比為15～25:0.05～0.15:75～82；優選的，所述YbCl3·6H2O、TmCl3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O的摩爾比為20:0.1:79.9。
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述YbCl3·6H2O、TmCl3·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O先溶于水
7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述加熱反應的溫度為150～250℃，所述加熱反應的溫度為150～250℃，時間為10～15h；優選的，所述加熱反應的溫度為200℃，時間為12h；
8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述甲基丙烯酰化海藻酸鈉、巖藻多糖、膠原蛋白、貽貝粘蛋白和上轉換納米材料Na3ZrF7:Yb,Tm的質量體積濃度比為4～6:3～7:2～5:3～5:10。
9.一種用于原位3D打印的海洋多糖基生物墨水，其特征在于，通過權利要求1～8任一項所述的制備方法獲得。
10.一種權利要求9所述的海洋多糖基生物墨水在光固化打印技術中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種用于原位3d打印的海洋多糖基生物墨水的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述海藻酸鈉與甲基丙烯酸酐的質量比為1:1～1:5，優選為1:3。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述反應是在堿性條件下進行，具體是在反應溶液中加入氫氧化鈉，保持ph為8.0。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，反應后的混合物在預冷的乙醇中進行沉淀，然后依次進行抽濾、洗滌，即得甲基丙烯酰化海藻酸鈉。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述ybcl3·6h2o、tmcl3·6h2o、zr(no3)4·5h2o的摩爾比為15～25:0.05～0.15:75～82；優選的，所述ybcl3·6h2o、tmcl3·6h2o、zr(no3)4·5h2o的摩爾比為20:0.1:79.9。
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