[發明專利]納米纖維素/聚乳酸多孔支架及其制備方法

有效

• 申請號: 201410584581.8
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104258466A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 羅衛華;袁彩霞
• 申請（專利權）人: 羅衛華
• 主分類號: A61L27/48
• 分類號: A61L27/48;A61L27/56;A61L27/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于組織工程支架制備領域，具體涉及一種納米纖維素/聚乳酸多孔支架及其制備方法。

背景技術

骨組織工程是指將增殖后的種子細胞移植到支架材料上，然后植入缺損部位，達到組織修復和重建，同時在骨愈合過程中，支架材料會慢慢降解。應用這種方法，不需要二次開刀，大大減輕了患者的痛苦。要實現骨組織工程，尋找具有可降解性和生物相容性的高分子材料是關鍵。聚乳酸具有生物相容性、可生物降解以及生物可吸收性，是被美國食品與藥品監督局認可的一種生物材料。但是聚乳酸為聚酯類高分子材料，具有較強的疏水性，不利于細胞的吸附和生長；聚乳酸只有中等強度，不能作為承力部位的骨組織內固定材料。

納米纖維素是一種直徑為1-30納米，長度為幾十納米到幾百微米的剛性棒狀纖維素或纖維素納米纖絲。納米纖維素具有高純度、高楊氏模量、高強度的特性，而且具有生物材料的可降解、生物相容及可再生等特性，在高性能生物材料中顯示出巨大的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種力學性能優異、生物相容性好、可完全生物降解的納米纖維素/聚乳酸多孔支架及其制備方法。

一種納米纖維素/聚乳酸多孔支架及其制備方法，包含以下具體步驟：

1）將納米纖維素分散于N，N-二甲基甲酰胺中，超聲波分散30min，然后加入納米纖維素質量20～200%的馬來酸酐或乙酸酐或丙酸酐和1～5%的吡啶，在反應溫度為100～120℃和攪拌速度為100～200r/min的條件下，反應4～8h，產物經離心分離、洗滌、冷凍干燥，得到表面酯化改性的納米纖維素；

2）將改性納米纖維素按0.01～1.0g/100ml的重量體積濃度分散于有機溶劑中，用超聲波分散0.5～2h，按改性納米纖維素:聚乳酸=0.1:100～10:100的質量比加入聚乳酸，在50～60℃下均勻攪拌，待聚乳酸完全溶解后，將混合物注入模具中，先于-20～-80℃下冷凍9～12h，然后放入冷凍干燥機中在-50～-80℃的冷凍溫度和15～200Pa真空度下抽真空24～36h，再于10～40℃下真空干燥8～24h，脫模即得聚乳酸/納米纖維素復合多孔支架。

所述的聚乳酸為：聚L-乳酸、聚D-乳酸、或聚乳酸-羥基乙酸共聚物。

所述的納米纖維素為：直徑為1-30納米、長度為幾十至幾百納米的棒狀纖維素，或直徑為1-30納米、長度為幾十至幾百微米的纖維素納米纖絲。

所使用的有機溶劑為二氧六環/丙酮，丙酮與二氧六環的體積比為0:100~20:100。

本發明所述的納米纖維素/聚乳酸多孔支架，內部為相互連通的孔隙結構，孔隙率為80～98％，其孔徑尺寸為50～400μm。

本發明的積極效果在于：1、利用納米纖維素本身優越的性能，同時通過對納米纖維素進行表面改性，提高納米纖維素與聚乳酸之間的相容性，制備納米纖維素/聚乳酸多孔支架，其力學性能大大提高，當改性納米纖維素與聚乳酸的質量比為0.8:100時，支架的壓縮模量為113.6MPa，與純聚乳酸制備的多孔支架（24.1MPa）相比增加了371%。2、納米纖維素具有較強的親水性能，使制備的納米纖維素/聚乳酸多孔支架更加有利于細胞的吸附和生長。3、該制備方法具有原料來源豐富、工藝簡單、成本低廉的優點。

附圖說明

圖1為本發明純聚乳酸組織工程支架的掃描電子顯微鏡照片。

圖2為本發明改性納米纖維素與聚乳酸的質量比為0.8:100時，納米纖維素/聚乳酸多孔支架的掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明，但是本發明保護的范圍并不局限于實施例所表示的范圍。

實施例1

在250ml三口瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺80ml，納米纖維素4g，經超聲波分散30min后，加入馬來酸酐2g，吡啶0.16g，裝上攪拌器、冷凝管和溫度計，在反應溫度為105℃和攪拌速度為200r/min的條件下，反應4h，產物經離心分離三次、用水洗滌、冷凍干燥，得到表面酯化改性的納米纖維素；