通透性可控的组织工程支架材料的超声加工技术

• 摘要：

  本发明公开了一种通透性可控的组织工程支架材料的超声加工技术.基于组织工程支架材料的要求,针对化学发泡制作技术存在的溶剂残留的毒性问题,利用CO2固态发泡技术对生物可降解材料进行物理发泡,获得具有不同孔径分布和机械强度的闭孔支架材料;针对闭孔支架材料存在的通透性差等问题,通过脉冲功率超声的超声空化和微射流能量来打破组织工程支架材料的泡孔壁,增强泡孔的连通性;同时通过调节加工过程中脉冲超声的占空比可以调节支架材料的通透性来实现降解速度的控制;利用超声插入取代测量技术进行支架材料衰减系数的测量,通过衰减系数的测量来估计材料的通透性,并指导加工技术中脉冲占空比和超声功率的选择与控制.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201110286968.1

• 申请日期：

  2011.09.26

• 公开/公告号：

  CN102441994A

• 公开/公告日：

  2012-05-09

• 发明人：

  马青玉 郭各朴

• 申请人：

  南京师范大学

• 主分类号：

  B29C67/20(2006.01)I,B,B29,B29C,B29C67

• 分类号：

  B29C67/20(2006.01)I,C08J9/12(2006.01)I,B29K67/00(2006.01)N,B,C,B29,C08,B29C,C08J,B29K,B29C67,C08J9,B29K67,B29C67/20,C08J9/12,B29K67/00

• 主权项：

  通透性可控的组织工程支架材料的超声加工技术,其特征在于包括以下步骤:(1)建立CO2固态发泡饱和加压装置,将需要加工的可降解组织支架原材料放入压力容器内,将CO2钢瓶内的高压气体进入到压力容器内,通过CO2的自身压力对原材料进行加压,让高压CO2气体渗透到原材料内而形成过饱和均相发泡核;(2)通过气阀来调整压力容器内的CO2饱和压力,加压足够长的时间保证原材料内部形成均匀分布的CO2发泡核;(3)取出过饱和原材料,在常温常压下进行解吸附,让过多的气体溢出,使材料内外的均相发泡核达到平衡;(4)将解吸附后的原材料放入到恒温水浴中,在高于原材料的玻璃化转换温度下进行高温发泡,让CO2气体膨胀而形成组织支架闭孔泡沫材料;(5)将固态发泡所制备的支架闭孔泡沫材料放入功率超声装置中,超声信号通过超声探头输出,经过水的耦合和传播,作用在支架闭孔泡沫材料表面,利用脉冲功率超声的机械振动和空化效应以及微射流能量,来打破支架材料的泡孔壁,增强泡孔的连通性,提高组织工程支架材料的通透性;(6)通过控制超声的信号占空比来控制输出超声功率,从而控制泡孔壁的破裂程度;?(7)建立超声插入取代测量系统:在计算机的控制下,函数信号发生器输出脉冲超声信号,经过宽带功率放大器放大后激发发射换能器,产生的超声信号经过水浴锅中水的传播被接收换能器接收,经过前置放大器放大后被数字示波器采集并记录到计算机中;在超声测量中通过插入组织工程支架材料前后接收超声信号的采集和声压计算,可以获得不同传播时间上的声强,通过计算可以得到被测材料中的超声衰减系数;利用超声衰减系数和超声强度以及组织支架材料的通透性之间的对应关系,可以估计加工中需要的超声强度,并对材料的通透性进行评估.