一种生物墨水及其应用以及阴茎海绵体假体及其制备方法

1.本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种生物墨水及其应用以及阴茎海绵体假体及其制备方法。


背景技术：

2.阴茎是男性的重要生殖和泌尿器官，阴茎的正常勃起是其能够完成性生活的重要前提。由多种因素造成的阴茎勃起功能障碍(ed)会导致无法产生和维持阴茎的正常勃起。除了影响正常的性生活，ed还会危害患者的心理健康。
3.对于较为严重的器质性ed患者，植入阴茎假体是一种常见有效的方法。传统的的阴茎假体为三件式阴茎假体，一般包括可膨胀圆柱体部件、液囊和水泵。通过将液囊中的水泵入圆柱体中，使得圆柱体膨胀，以模拟海绵体充血，使得阴茎外观上接近生理勃起状态。因较为贴近人体阴茎疲软和勃起时的状态，操作简便高效，三件式阴茎假体成为假体发展的主流趋势。其中，作为海绵体假体的可膨胀柱体是此类假体中的核心部件，对材料和结构上的要求较高。目前常用的材料为硅橡胶等生物相容性良好的材料，但由于存在刚度差异、亲和性不佳以及其他异质性挑战，会导致植入早期的不适感，也会损害残存的海绵体及其功能。另外假体尺寸也会影响舒适性和功能性，目前的产品存在定制性差，价格高昂等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种生物墨水及其应用以及阴茎海绵体假体及其制备方法。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种生物墨水，由包含下列质量分数的原料制备得到：
7.高分子基材料5～60％，引发剂0.01～1％，交联剂0.05～10％，光吸收剂0.01～1％，余量为水。
8.作为优选，所述高分子基材料为明胶、壳聚糖、海藻酸钠、琼脂糖、透明质酸、丝素蛋白、葡聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酰胺、丙烯酸、n-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酰化聚乙烯醇、甲基丙烯酸羟乙酯和n-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种；
9.所述引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂、二苯甲酮和2，4-二甲基硫杂蒽酮中的一种或几种。
10.作为优选，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和四臂聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种；
11.所述光吸收剂为对苯二酚、1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三钠盐、2，2'-二羟基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮-5和5'-双磺酸钠中的一种或几种。
12.本发明还提供了所述生物墨水在3d打印中的应用。
13.本发明还提供了一种阴茎海绵体假体，所述假体包含主体水凝胶结构、内部仿生血管窦腔结构和外部仿生白膜结构；
14.所述主体水凝胶结构由所述生物墨水经过3d打印得到。
15.作为优选，所述内部仿生血管窦腔结构包含柱状空腔结构和球状空腔结构；
16.所述柱状空腔结构的通道长度为1～100mm，通道直径为0.1～10mm；
17.所述球状空腔结构的直径为0.5～5mm。
18.作为优选，所述外部仿生白膜结构的纤维材质为高密度聚乙烯纤维；
19.所述外部仿生白膜结构的纤维直径为0.05～1mm，纤维数目为10～40条。
20.本发明还提供了所述阴茎海绵体假体的制备方法，包含下列步骤：
21.(1)将所述生物墨水进行3d打印和固化，得到主体模型结构；
22.(2)在主体模型结构外表面嵌入纤维后进行光固化得到具有仿生白膜结构的主体模型；
23.(3)将具有仿生白膜结构的主体模型进行交联和涂覆，即得所述阴茎海绵体假体。
24.作为优选，步骤(1)所述3d打印的打印分辨率为10～50μm，打印速度为1～60秒/层，打印功率为600～1000w，每层层高为40～60μm；
25.步骤(1)所述固化的紫外光波长为280～450nm，时间为0.5～2h；
26.步骤(1)所述主体模型结构的沟槽宽度为0.1～2mm，沟槽深度为0.2～4mm；
27.步骤(2)所述光固化的紫外光波长为280～450nm，时间为5～10min。
28.作为优选，步骤(3)中所述交联的交联液为戊二醛溶液、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/n-羟基琥珀酰亚胺溶液、京尼平溶液、氯化钙溶液和氢氧化钠溶液中的一种或几种；
29.所述交联液的质量百分数为0.1～20％；
30.步骤(3)所述交联的时间为5～30h；
31.步骤(3)所述涂覆为顺次负载聚-l-赖氨酸和肝素钠；
32.所述涂覆的厚度为1～10μm。
33.本发明提供了一种生物墨水，包含高分子基材料、引发剂、交联剂、光吸收剂和水，本发明提供的生物墨水在紫外光照射下可发生凝胶化反应，得到的水凝胶基体材料的断裂伸长率可达200～600％，从而应用到3d打印中。
34.本发明还提供了一种阴茎海绵体假体，本发明提供的阴茎海绵体假体以生物相容性水凝胶作为基体材料，力学性能与组织适配，安全稳定性好。经过涂覆得到的抗凝血层，可有效的降低血栓形成的风险。
35.本发明的阴茎海绵体假体具有仿生血管窦腔和仿生白膜结构，注水膨胀对应勃起状态，可使阴茎达到性生活所需硬度和尺寸；泄压恢复对应疲软状态，尺寸收缩，模量变小，使得阴茎保持更为正常的外观形态。
36.本发明的阴茎海绵体假体初始尺寸可通过建模定制，勃起胀大状态尺寸可根据需要通过仿生白膜结构调控。制备出的假体能够满足患者个性化定制的要求，3d打印结构精度高，成型快，成本低。
附图说明
37.图1为实施例1制备得到的阴茎海绵体假体的示意图。
具体实施方式
38.本发明提供了一种生物墨水，由包含下列质量分数的原料制备得到：
39.高分子基材料5～60％，引发剂0.01～1％，交联剂0.05～10％，光吸收剂0.01～1％，余量为水。
40.在本发明中，所述高分子基材料的质量分数为5～60％，优选为10～55％，进一步优选为15～50％，更优选为20～40％。
41.在本发明中，所述引发剂的质量分数为0.01～1％，优选为0.1～0.9％，进一步优选为0.2～0.8％，更优选为0.4～0.6％。
42.在本发明中，所述高分子基材料优选为明胶、壳聚糖、海藻酸钠、琼脂糖、透明质酸、丝素蛋白、葡聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酰胺、丙烯酸、n-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酰化聚乙烯醇、甲基丙烯酸羟乙酯和n-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。
43.在本发明中，所述甲基丙烯酰化聚乙烯醇采用下列方法制备得到：
44.(1)将聚乙烯醇、4-二甲氨基吡啶、甲基丙烯酸缩水甘油酯和二甲基亚砜混合，得到反应液；
45.(2)将反应液和丙酮混合，即得所述甲基丙烯酰化聚乙烯醇。
46.在本发明中，步骤(1)中所述聚乙烯醇、4-二甲氨基吡啶、甲基丙烯酸缩水甘油酯和二甲基亚砜的质量体积比优选为5～15g：0.2～0.25g：0.2～0.4ml：90～110ml，进一步优选为6～14g：0.21～0.24g：0.25～0.35ml：95～105ml，更优选为8～12g：0.22～0.23g：0.28～0.32ml：98～102ml。
47.在本发明中，步骤(1)所述混合的温度优选为50～70℃，进一步优选为55～65℃，更优选为58～62℃；时间优选为20～28h，进一步优选为21～27h，更优选为22～26h。
48.在本发明中，步骤(2)所述丙酮和步骤(1)所述二甲基亚砜的体积比优选为400～600：90～110，进一步优选为450～550：95～105，更优选为480～520：98～102。
49.在本发明中，步骤(2)中混合均匀后，抽滤得到沉淀，将沉淀使用丙酮清洗，真空烘箱干燥即得到甲基丙烯酰化聚乙烯醇。
50.在本发明中，高分子基材料能提升整体结构的生物相容性并调控结构的力学性能。
51.在本发明中，所述引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂、二苯甲酮和2，4-二甲基硫杂蒽酮中的一种或几种。
52.在本发明中，引发剂吸收特定波长光的能量，产生自由基，引发光聚合反应。
53.在本发明中，所述交联剂的质量分数为0.05～10％，优选为1～9％，进一步优选为2～8％，更优选为4～6％。
54.在本发明中，所述光吸收剂的质量分数为0.01～1％，优选为0.1～0.9％，进一步优选为0.2～0.8％，更优选为0.4～0.6％。
55.在本发明中，所述交联剂优选为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和
四臂聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
56.在本发明中，所述光吸收剂优选为对苯二酚、1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三钠盐、2，2'-二羟基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮-5和5'-双磺酸钠中的一种或几种。
57.在本发明中，光吸收剂可以竞争性的吸收紫外线，减少光透射和散射引起的打印分辨率下降。
58.本发明还提供了所述生物墨水在3d打印中的应用。
59.本发明还提供了一种阴茎海绵体假体，所述假体包含主体水凝胶结构、内部仿生血管窦腔结构和外部仿生白膜结构；
60.所述主体水凝胶结构由所述生物墨水经过3d打印得到。
61.在本发明中，所述内部仿生血管窦腔结构包含柱状空腔结构和球状空腔结构。
62.在本发明中，所述柱状空腔结构的通道长度优选为1～100mm，进一步优选为10～90mm，更优选为20～80mm；通道直径优选为0.1～10mm，进一步优选为1～9mm，更优选为2～8mm。
63.在本发明中，柱状空腔结构还连接分支管状结构；所述分支管状结构的孔道直径优选为0.5～1mm，进一步优选为0.6～0.9mm，更优选为0.7～0.8mm，所述分支管状结构的孔道长度优选为4～8mm，进一步优选为5～7mm，更优选为5.5～6.5mm。
64.在本发明中，所述球状空腔结构的直径优选为0.5～5mm，进一步优选为1～4mm，更优选为2～3mm。
65.在本发明中，所述柱状空腔结构和球状空腔结构相互连接，构建仿生血管窦腔结构；在真实阴茎勃起过程中，血液大量流入海绵体动脉中，使得海绵窦扩张，压迫回流静脉，实现充血膨胀。
66.在本发明中，仿生血管窦腔结构在柱体的一端与外界连通，用于连接注水管道。
67.在本发明中，所述外部仿生白膜结构的纤维材质优选为高密度聚乙烯纤维。
68.在本发明中，所述外部仿生白膜结构的纤维直径优选为0.05～1mm，进一步优选为0.1～0.9mm，更优选为0.4～0.6mm；纤维数目优选为10～40条，进一步优选为15～35条，更优选为20～30条。
69.在本发明中，白膜包裹在海绵体外围，具有胶原纤维和弹性纤维结构，在阴茎勃起过程中，高模量胶原纤维由卷曲状伸展，限制白膜的最大应变，以维持阴茎勃起时的硬度和形态。
70.在本发明中，外部仿生白膜的高密度聚乙烯纤维的形状为正交波浪状；高密度聚乙烯纤维的轨迹曲线为可调控的三角函数曲线，可起到应变限制的功能；所述正交波浪状轨迹曲线的三角函数为y＝1.375
×
sin(πx/27)或y＝1.25
×
sin(πx/24)。
71.在本发明中，阴茎海绵体假体注水膨胀时长度可达初始尺寸的1.2～2.4倍，直径可达初始尺寸的1.2～1.8倍，接近生理海绵体勃起形变。
72.本发明还提供了所述阴茎海绵体假体的制备方法，包含下列步骤：
73.(1)将所述生物墨水进行3d打印和固化，得到主体模型结构；
74.(2)在主体模型结构外表面嵌入纤维后进行光固化得到具有仿生白膜结构的主体模型；
75.(3)将具有仿生白膜结构的主体模型进行交联和涂覆，即得所述阴茎海绵体假体。
76.在本发明中，先进行模型设计，模型外形为圆柱形，内部为仿生血管窦腔结构，外表面为具有正交波浪状沟槽结构，沟槽结构为容纳后续的高密度聚乙烯纤维，根据需要生成模型。使用光固化3d打印机，导入模型设计文件，进行3d打印。
77.在本发明中，步骤(1)所述3d打印的打印分辨率优选为10～50μm，进一步优选为15～45μm，更优选为20～30μm；打印速度优选为1～60秒/层，进一步优选为10～50秒/层，更优选为20～30秒/层；打印功率优选为600～1000w，进一步优选为700～900w，更优选为750～850w，每层层高优选为40～60μm，进一步优选为45～55μm，更优选为48～52μm。
78.在本发明中，步骤(1)所述固化的紫外光波长优选为280～450nm，进一步优选为300～400nm，更优选为340～360nm；时间优选为0.5～2h，进一步优选为0.6～1.8h，更优选为1～1.4h。
79.在本发明中，打印出的模型需进行固化处理，提升光聚合反应程度，提升结构强度，减少未反应物的残留。
80.在本发明中，步骤(1)所述主体模型结构的沟槽宽度优选为0.1～2mm，进一步优选为0.5～1.5mm，更优选为0.8～1.2mm；沟槽深度优选为0.2～4mm，进一步优选为0.5～3.5mm，更优选为1～2mm。
81.在本发明中，沟槽轨迹曲线均为特定三角函数曲线，对应仿生白膜中的聚乙烯纤维轨迹，曲线公式可根据膨胀后所需假体尺寸进行设置。
82.在本发明中，将高密度聚乙烯纤维根据沟槽尺寸进行裁剪，埋入沟槽中，打结固定，剪去多余纤维；将不含有光吸收剂的生物墨水加入到沟槽中，进行紫外固化，固定聚乙烯纤维，即得到表面带有仿生白膜结构的主体模型。
83.在本发明中，步骤(2)所述光固化的紫外光波长优选为280～450nm，进一步优选为300～400nm，更优选为340～360nm；时间优选为5～10min，进一步优选为6～9min，更优选为7～8min。
84.在本发明中，步骤(3)中所述交联的交联液优选为戊二醛溶液、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/n-羟基琥珀酰亚胺溶液、京尼平溶液、氯化钙溶液和氢氧化钠溶液中的一种或几种。
85.在本发明中，当选用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/n-羟基琥珀酰亚胺溶液作为交联液时，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺的质量比优选为0.02～0.04：0.05～0.15，进一步优选为0.025～0.035：0.06～0.14，更优选为0.028～0.032：0.08～0.12。
86.在本发明中，所述交联液的质量百分数优选为0.1～20％，进一步优选为5～15％，更优选为8～12％。
87.在本发明中，将步骤(2)得到的表面带有仿生白膜结构的主体模型浸泡在交联液中，形成化学交联和离子交联、氢键等物理交联，进一步提升结构力学性能和结构稳定性。
88.在本发明中，步骤(3)所述交联的时间优选为5～30h，进一步优选为10～25h，更优选为15～20h。
89.在本发明中，步骤(3)所述涂覆为顺次负载聚-l-赖氨酸和肝素钠。
90.在本发明中，步骤(3)中交联结束后进行涂覆，通过静电吸附层层自组装带正电的
聚-l-赖氨酸和带负电的肝素钠得到抗凝血层，肝素钠可有效减少血小板黏附，减少假体植入后局部凝血的产生。
91.在本发明中，将经过交联的模型浸泡在聚-l-赖氨酸溶液中然后浸泡在肝素钠溶液中，完成单次循环，多次循环后得到抗凝血层。
92.在本发明中，所述聚-l-赖氨酸溶液的浓度优选为0.5～1.5mg/ml，进一步优选为0.6～1.4mg/ml，更优选为0.8～1.2mg/ml；所述聚-l-赖氨酸溶液的浸泡时间优选为0.5～1.5h，进一步优选为0.6～1.4h，更优选为0.8～1.2h；所述肝素钠溶液的浓度优选为5～15mg/ml，进一步优选为6～14mg/ml，更优选为8～12mg/ml；所述肝素钠溶液的浸泡时间优选为0.5～1.5h，进一步优选为0.6～1.4h，更优选为0.8～1.2h。
93.在本发明中，经过多次循环后完成涂覆得到抗凝血层；所述涂覆的厚度优选为1～10μm，进一步优选为2～8μm，更优选为4～6μm。
94.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
95.实施例1
96.配制生物墨水，其中20％的丙烯酰胺、10％的明胶、0.05％的n,n-亚甲基双丙烯酰胺、0.5％的苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂，0.12％的1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三钠盐，余量用水补足，搅拌均匀，配制成生物墨水，避光储存。
97.使用建模软件进行建模，海绵体假体模型外部直径为15mm，长度为50mm，柱状空腔结构的长度为46mm，直径为3mm；分支管状结构的长度为6mm，直径为1mm；球状孔直径为2.5mm；外表面的正交波浪状沟槽轨迹曲线为y＝1.375
×
sin(πx/27)，槽宽和槽深均为1mm，使用软件对模型切片保存。
98.使用高精度dlp打印机，光机的打印分辨率为15μm，打印速度为8秒/层，打印功率为800w，每层层高为50μm，打印得到模型结构，将打印出的模型放入紫外箱中，在365nm条件下固化1h，得到主体模型结构。
99.取直径0.8mm的高密度聚乙烯纤维30条，埋入表面沟槽中，首尾打结固定，剪去多余纤维，将不含有1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三钠盐的生物墨水加入到沟槽中，在365nm条件下固化5min，得到具有仿生白膜结构的主体模型。
100.将0.032g1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和0.134gn-羟基琥珀酰亚胺加入到50ml的2-(n-吗啉代)乙磺酸溶液中，2-(n-吗啉代)乙磺酸溶液的ph值为6，摩尔浓度为0.05mol/l；将具有仿生白膜结构的主体模型浸泡在交联液中24h，使得明胶分子链之间形成化学交联，交联结束后，将其浸泡在1mg/ml的聚-l-赖氨酸溶液中1h，再放入10mg/ml的肝素钠溶液中浸泡1h，完成单次循环，多次循环后直至表面得到2μm厚的抗凝血层，得到阴茎海绵体假体。
101.本实施例制备得到的阴茎海绵体假体的示意图如图1所示，其中，1为主体水凝胶结构，2为内部仿生血管窦腔结构的柱状空腔结构，3为内部仿生血管窦腔结构的球状空腔结构，4为外部仿生白膜结构。
102.实施例2
103.和实施例1的区别在于，配制生物墨水时，使用的高分子基材料为25％的n-异丙基
丙烯酰胺和2％的海藻酸钠；打印速度设置为15秒/层；具有仿生白膜结构的主体模型浸泡在质量分数为10％的氯化钙溶液中6h。
104.实施例3
105.和实施例1的区别在于，配制生物墨水时，使用的高分子基材料为10％的甲基丙烯酰化聚乙烯醇和5％的明胶；打印速度设置为12秒/层；具有仿生白膜结构的主体模型浸泡在质量分数为2％的戊二醛溶液中12h。
106.本实施例中甲基丙烯酰化聚乙烯醇的制备如下：将10g聚乙烯醇溶于100ml二甲基亚砜中，加入0.22g4-二甲氨基吡啶，溶解后加入0.3ml甲基丙烯酸缩水甘油酯在60度水浴搅拌下反应24小时，将反应液加入500ml丙酮中，抽滤获得沉淀，用丙酮清洗干净，真空烘箱干燥即得到甲基丙烯酰化聚乙烯醇。
107.实施例4
108.和实施例1的区别在于，配制生物墨水时，使用的高分子基材料为30％的丙烯酸和3％的壳聚糖；打印速度设置为20秒/层。
109.实施例5
110.和实施例1的区别在于，建模软件建模时，外表面的正交波浪状沟槽轨迹曲线为y＝1.25
×
sin(πx/24)。
111.对比例1
112.和实施例1的区别在于，未嵌入高密度聚乙烯纤维。
113.对比例2
114.和实施例1的区别在于，不将具有仿生白膜结构的主体模型进行浸泡交联。
115.将实施例1～5和对比例1～2制备得到的阴茎海绵体假体进行测试评估，结果如下所示：
116.实施例1～4通过使用不同的材料组合制备海绵体假体结构，假体在注入一定量的水后均可以实现均匀膨胀，通过测量注水前后假体尺寸变化，可知直径变为原来的1.3倍，长度变为原来的1.45倍，可有效模拟勃起状态。从实施例1～4可以看出，墨水配方决定假体基体水凝胶材料的强度和模量，而假体最终“勃起”形变受控于设计的仿生白膜结构，尺寸的变化受限于表面纤维，基体材料并不会影响到尺寸。基体材料断裂应变须大于所设计的假体的膨胀应变，在此基础上，假体最终形变尺寸保持稳定，不随材料种类变化。
117.实施例5制备的海绵体假体结构注水膨胀后，直径可达原来的1.4倍，长度变为原来的1.6倍。表明通过对仿生白膜纤维轨迹的设计，可以控制假体形变尺寸。
118.对比例1中制备的假体结构注水后，由于缺少纤维仿生白膜结构，结构形变不均，中间部分发生较大形变，并且达不到所需的硬度。继续注水会导致假体中部区域形变过大，达到材料断裂应变点，导致假体破损，表明设计仿生白膜的必要性。
119.对比例2中制备的假体结构注水一段时间后，内部结构因部分溶胀发生不可控形变，导致假体结构失效。这是因为缺乏二次交联步骤，有限的光交联位点，不足以形成水环境下较稳定的水凝胶结构。此表明了对假体结构二次交联的重要性。
120.由以上实施例可知，本发明还提供了一种阴茎海绵体假体，本发明提供的阴茎海绵体假体以生物相容性水凝胶作为基体材料，力学性能与组织适配，安全稳定性好。经过涂覆得到的抗凝血层，可有效的降低血栓形成的风险。本发明的阴茎海绵体假体具有仿生血
管窦腔和仿生白膜结构，注水膨胀对应勃起状态，可使阴茎达到性生活所需硬度和尺寸；泄压恢复对应疲软状态，尺寸收缩，模量变小，使得阴茎保持更为正常的外观形态。本发明的阴茎海绵体假体初始尺寸可通过建模定制，勃起胀大状态尺寸可根据需要通过仿生白膜结构调控。制备出的假体能够满足患者个性化定制的要求，3d打印结构精度高，成型快，成本低。
121.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种生物墨水，其特征在于，由包含下列质量分数的原料制备得到：高分子基材料5～60％，引发剂0.01～1％，交联剂0.05～10％，光吸收剂0.01～1％，余量为水。2.如权利要求1所述的生物墨水，其特征在于，所述高分子基材料为明胶、壳聚糖、海藻酸钠、琼脂糖、透明质酸、丝素蛋白、葡聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酰胺、丙烯酸、n-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酰化聚乙烯醇、甲基丙烯酸羟乙酯和n-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种；所述引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂、二苯甲酮和2，4-二甲基硫杂蒽酮中的一种或几种。3.如权利要求1或2所述的生物墨水，其特征在于，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和四臂聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种；所述光吸收剂为对苯二酚、1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三钠盐、2，2'-二羟基-4，4'-二甲氧基二苯甲酮-5和5'-双磺酸钠中的一种或几种。4.权利要求1～3任意一项所述生物墨水在3d打印中的应用。5.一种阴茎海绵体假体，其特征在于，所述假体包含主体水凝胶结构、内部仿生血管窦腔结构和外部仿生白膜结构；所述主体水凝胶结构由权利要求1～3任意一项所述生物墨水经过3d打印得到。6.如权利要求5所述的阴茎海绵体假体，其特征在于，所述内部仿生血管窦腔结构包含柱状空腔结构和球状空腔结构；所述柱状空腔结构的通道长度为1～100mm，通道直径为0.1～10mm；所述球状空腔结构的直径为0.5～5mm。7.如权利要求5或6所述的阴茎海绵体假体，其特征在于，所述外部仿生白膜结构的纤维材质为高密度聚乙烯纤维；所述外部仿生白膜结构的纤维直径为0.05～1mm，纤维数目为10～40条。8.权利要求5～7任意一项所述阴茎海绵体假体的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：(1)将权利要求1～3任意一项所述生物墨水进行3d打印和固化，得到主体模型结构；(2)在主体模型结构外表面嵌入纤维后进行光固化得到具有仿生白膜结构的主体模型；(3)将具有仿生白膜结构的主体模型进行交联和涂覆，即得所述阴茎海绵体假体。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述3d打印的打印分辨率为10～50μm，打印速度为1～60秒/层，打印功率为600～1000w，每层层高为40～60μm；步骤(1)所述固化的紫外光波长为280～450nm，时间为0.5～2h；步骤(1)所述主体模型结构的沟槽宽度为0.1～2mm，沟槽深度为0.2～4mm；步骤(2)所述光固化的紫外光波长为280～450nm，时间为5～10min。10.如权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述交联的交联液为戊二醛溶液、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/n-羟基琥珀酰亚胺溶液、京尼平溶液、氯化钙溶液和氢氧化钠溶液中的一种或几种；所述交联液的质量百分数为0.1～20％；
步骤(3)所述交联的时间为5～30h；步骤(3)所述涂覆为顺次负载聚-l-赖氨酸和肝素钠；所述涂覆的厚度为1～10μm。

技术总结
本发明属于生物医用材料技术领域，提供了一种生物墨水及其应用以及阴茎海绵体假体及其制备方法，本发明提供的生物墨水，包含高分子基材料、引发剂、交联剂、光吸收剂和水，本发明提供的生物墨水在紫外光照射下可发生凝胶化反应，得到的水凝胶基体材料的断裂伸长率可达200～600％，从而应用到3D打印中。本发明还提供了一种阴茎海绵体假体，本发明提供的阴茎海绵体假体以生物相容性水凝胶作为基体材料，经过涂覆得到的抗凝血层，可有效的降低血栓形成的风险，安全稳定性好。本发明的阴茎海绵体假体具有仿生血管窦腔和仿生白膜结构，注水膨胀对应勃起状态，泄压恢复对应疲软状态，使得阴茎保持更为正常的外观形态。阴茎保持更为正常的外观形态。阴茎保持更为正常的外观形态。


技术研发人员：施雪涛 叶潭 王振兴
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/23