[發(fā)明專利]一種用層狀硅酸鹽/殼聚糖層層自組裝改性微/納米纖維膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710471996.8
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107261209B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧紅兵;陳佳佳;施曉文;杜予民
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/02;A61L27/20;A61L27/22;A61L27/24;A61L27/54;A61L27/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

本發(fā)明公開了一種用層狀硅酸鹽/殼聚糖層層自組裝改性微/納米纖維膜的方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明先制備帶電荷的微/納米纖維膜作為基板，根據(jù)基板的帶電情況交替將帶相反電荷的殼聚糖或?qū)訝罟杷猁}組裝于基板上，并將所得微/納米纖維膜干燥，得到雙層數(shù)為所需層數(shù)的復(fù)合微/納米纖維膜。經(jīng)過改性后的微/納米纖維膜機(jī)械性能大大提高，親水性增加，同時擁有抑菌性，且更適合成骨細(xì)胞在其表面的黏附、生長及分化。本發(fā)明首次選取層狀硅酸鹽單獨作為組裝材料，且具有條件溫和，工藝簡單，對底板材料的尺寸和形狀沒有任何限制，改性過程不引入其他雜質(zhì)和不產(chǎn)生其他副產(chǎn)物等諸多優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用層狀硅酸鹽/殼聚糖層層自組裝改性微/納米纖維膜的方法。

背景技術(shù)

數(shù)十年來，骨組織工程的發(fā)展已使世界各地數(shù)百萬患有骨缺損和骨創(chuàng)傷的的患者免受病魔的摧殘。骨組織工程支架的研究也因此獲得了大量的關(guān)注。理想的骨組織工程支架應(yīng)滿足兩個基本要求。首先，支架應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能夠抵抗外力，并保持其物理結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而保證穩(wěn)定的細(xì)胞生長和組織發(fā)育。此外，適宜的表面性質(zhì)和優(yōu)異的生物相容性對于其促進(jìn)成骨細(xì)胞的粘附，增殖和分化至關(guān)重要。

微/納米纖維膜作為一種具有特殊三維結(jié)構(gòu)的微/納米材料，在藥物緩釋、吸附過濾、等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，此外，由于其具有與細(xì)胞外基質(zhì)相似的三維立體結(jié)構(gòu)，能夠模擬細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)并提供細(xì)胞生長與粘附的支架，因此它也是一種重要的組織工程材料。大多微/納米纖維的機(jī)械強(qiáng)度弱，表面光滑，不利于細(xì)胞的穩(wěn)定生長，因此在應(yīng)用于組織工程前，需要對其進(jìn)行必要的改性。殼聚糖作為唯一帶正電荷的天然堿性多糖，具有優(yōu)異的生物相容性和抗菌活性，可在引入抗菌性能的同時保證材料的生物相容性不被破壞。層狀硅酸鹽可增強(qiáng)材料的機(jī)械強(qiáng)度，可調(diào)控微/納米纖維膜表面的粗糙度，同時可促進(jìn)殼聚糖的抑菌性能，這兩種材料是理想的可用于微/納米纖維膜改性的材料。

中國專利“一種排列有序的改性微/納米纖維膜及其制備和應(yīng)用”(公開號CN106283399A)公開了一種排列有序的改性微/納米纖維膜及其制備方法和應(yīng)用前景。具體方法為：將膠原蛋白、絲素蛋白、聚己內(nèi)酯以一定的比例共混，制成紡絲液，并進(jìn)行靜電紡絲，干燥，交聯(lián)等步驟。通過共混和改變靜電紡的收集器來制備有序微/納米纖維，并達(dá)到改性目的。該專利中的改性雖然是在微/納米纖維膜上進(jìn)行，但其是通過共混和改變收集器來進(jìn)行改性。在組織工程領(lǐng)域，由于涉及細(xì)胞的粘附、生長，材料的表面特性對于其性能有著重要的影響，共混的改性手段不僅會改變材料的表面，更會改變材料的主體，使材料主體的結(jié)構(gòu)和性能帶來未知的變化。而層層自組裝的改性方法僅是在微/納米纖維的表面進(jìn)行修飾，不改變該微/納米纖維的原有組分。

層層自組裝技術(shù)作為一種多功能有潛力的改性技術(shù)，具有操作簡單，成本低，適用性強(qiáng)，對基底的大小及形狀無要求等優(yōu)點，可完成對基底微/納米尺度上的可控改性，且改性材料的選擇十分廣泛。在層層自組裝的過程中，具有相反電荷的聚電解質(zhì)逐步、交替地吸附，該過程操作簡便且不會產(chǎn)生其他副產(chǎn)物。此外，與在平板上的進(jìn)行的層層自組裝工藝相比，在微/納米纖維膜上進(jìn)行層層自組裝改性的研究較為少見，它包含兩個層面的改性：(1)在每根微/納米纖維的表面進(jìn)行改性；(2)在微/納米纖維膜的宏觀表面進(jìn)行改性。在層層自組裝過程之后，將得到微/納米纖維膜多層級結(jié)構(gòu)的多層次修飾。

基于上述考慮，選擇微/納米纖維作為底板，殼聚糖作為正電層組分和層狀硅酸鹽作為負(fù)電層組分，采用層層自組裝的方法對微/納米纖維膜進(jìn)行改性，獲得了擁有更強(qiáng)機(jī)械性能，抑菌性能和良好生物相容性的微/納米纖維膜，在組織工程領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種采用殼聚糖和層狀硅酸鹽對微/納米纖維膜進(jìn)行層層自組裝改性的方法。該方法可以對微/納米纖維膜進(jìn)行改性，提高其物理和生物性能，制備出更適用于骨組織工程的微/納米纖維膜。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：