[發(fā)明專利]一種高強度高親水性氧化石墨烯-P34HB納米纖維支架及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610927858.1
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106362206B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林云鋒;周騰飛;李果;蔡瀟瀟;林世宇;劉瑤;田陶然
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/08;A61L27/50;A61L27/56;D04H1/728;D01D5/00;D01F6/92;D01F1/10
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明涉及一種新型高強度高親水性氧化石墨烯?P34HB納米纖維支架及其制備方法和應(yīng)用。該方法包括(1)采用氧化石墨烯改性P34HB，得到氧化石墨烯?P34HB改性電紡溶液；(2)采用靜電紡絲技術(shù)對氧化石墨烯?P34HB改性電紡溶液進行靜電紡織，得到改性納米纖維膜支架。本發(fā)明首次采用氧化石墨烯改性P34HB，利用靜電紡織技術(shù)制備其改性生物支架，極大地改善了支架的力學(xué)性能，同時提高了其親水性；支架纖維連續(xù)，無塌陷黏連，具有高達91.4％的孔隙率，高比表面積及優(yōu)良的孔連通性；支架具有更好的生物安全性，同時具有一定的成骨誘導(dǎo)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物高分子材料組織工程支架制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型高強度高親水性氧化石墨烯-P34HB納米纖維支架及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

臨床上，因多種原因(創(chuàng)傷、感染、囊腫及腫瘤、骨髓炎手術(shù)清創(chuàng)、先天性疾病等)導(dǎo)致骨的結(jié)構(gòu)完整性被破壞稱為骨缺損；臨床上骨缺損的修復(fù)方法多樣；自體/異體骨移植者，存在開辟第二術(shù)區(qū)、操作復(fù)雜、創(chuàng)傷大、免疫排斥等缺點；人工骨移植者，存在材料成骨性不足，強度不夠等缺點；而牽張成骨則耗時長，花費高，且具有嚴格的適應(yīng)癥。骨組織工程技術(shù)利用細胞-支架功能復(fù)合體，植入骨缺損部位后細胞在其中黏附、增殖、生長、分化，分泌基質(zhì)，而支架則逐漸生物降解，從而完成骨缺損的修復(fù)；組織工程支架是一種最理想的骨缺損修復(fù)方式，也是當前基礎(chǔ)及臨床研究的熱點。

氧化石墨烯(graphene oxide,Go)是一種二維碳納米材料，具有高穩(wěn)定性、超薄、高導(dǎo)電導(dǎo)熱等諸多優(yōu)點，被認為是最硬的納米材料之一(斷裂強度 42N/m，楊氏模量1.0Tpa)。同時，氧化石墨烯引入了大量羥基、羧基、環(huán)氧基等親水基團，具有很好的親水性。

聚(3-羥基丁酸酯-co-4-羥基丁酸酯)，即P34HB，呈無味微黃顆粒或白色粉末狀，是PHAs家族的第四代成員；它是一類由原核微生物發(fā)酵合成的新型脂肪酸內(nèi)聚酯，可生物完全降解，降解產(chǎn)物為二氧化碳和水，生物安全。同其前代產(chǎn)品們相比，P34HB具有更為出色的物化性能，生物相容性和使用范圍。

近年來，P34HB在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛能受到關(guān)注，但是，P34HB 聚合物本身的疏水性，低強度等缺點極大地限制了它在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，因此針對其弱點進行改性具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種新型高強度高親水性氧化石墨烯-P34HB 納米纖維支架，該支架纖維連續(xù)、具有良好的親水性、高強度、高達91.4％的孔隙率及優(yōu)良的孔連通性，顯著增強了材料的組織相容性，有利于骨組織工程的應(yīng)用。

本發(fā)明的另一個目的是提供上述新型高強度高親水性氧化石墨烯 -P34HB納米纖維支架的制備方法及應(yīng)用。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：提供一種新型高強度高親水性氧化石墨烯-P34HB納米纖維支架的制備方法，包括：

(1)采用氧化石墨烯改性P34HB，得到氧化石墨烯-P34HB改性電紡溶液；

(2)采用靜電紡絲技術(shù)對所述氧化石墨烯-P34HB改性電紡溶液進行靜電紡織，得到高強度高親水性氧化石墨烯-P34HB納米纖維支架。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，步驟(1)的具體步驟為：

(11)將氧化石墨烯加入有機溶劑中，于30000-40000Hz下超聲分散3-4 小時，得到氧化石墨烯-有機溶劑混合溶液；

(12)取P34HB，加入步驟(11)得到的氧化石墨烯-有機溶劑混合溶液中，磁力攪拌1-3小時，得到氧化石墨烯-P34HB改性電紡溶液。

進一步，步驟(1)中，氧化石墨烯的濃度為0.5-5mg/ml，P34HB的濃度為0.15-0.2g/ml，P34HB與氧化石墨烯的質(zhì)量比為75：1-400：1。