[發(fā)明專利]醫(yī)用高分子三維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910249899.3
• 申請(qǐng)日: 2019-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN110029499A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢蘊(yùn)珠;邢曈;楊建新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院
• 主分類號(hào): D06M15/37
• 分類號(hào): D06M15/37;D06M15/00;D06M15/15;D06M101/32;D06M101/02;D06M101/30;D06M101/06;D06M101/24
• 代理公司: 蘇州威世朋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發(fā)明提供一種醫(yī)用高分子三維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料及其制備方法，其包括如下步驟，將重量比為1％?10％的可降解醫(yī)用高分子聚合物放置于有機(jī)溶劑中，攪拌2～12小時(shí)；將混合溶液制備成具有三維結(jié)構(gòu)的薄膜；將三維結(jié)構(gòu)材料放置于多巴胺溶液中進(jìn)行表面功能化處理；取出三維結(jié)構(gòu)材料，放入兩性離子聚合物和膠原共混溶液中，反應(yīng)12～48小時(shí)；取出三維結(jié)構(gòu)材料，用蒸餾水清洗兩遍，后經(jīng)真空干燥過(guò)夜后保存，備用。該方法簡(jiǎn)單易行、可控性強(qiáng)，所制備的復(fù)合材料不僅可以抗細(xì)菌黏附，對(duì)細(xì)胞具有良好的黏附性，生物相容性較好且具有較好的穩(wěn)定性和力學(xué)性能，適用于三維支架材料表面改性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料和仿生改性等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于可降解醫(yī)用高分子三維材料提高成骨細(xì)胞粘附并具有良好的抗菌性能的方法。

背景技術(shù)

生物醫(yī)用高分子材料在醫(yī)學(xué)上有其獨(dú)特的功效和特性，已經(jīng)成為生物材料研究和應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一。醫(yī)用復(fù)合材料是由兩種或兩種以上材料復(fù)合而成的生物材料，而人體的大部分組織可以認(rèn)為是復(fù)合材料，利用仿生學(xué)的研究方法，通過(guò)復(fù)合材料模擬人體的組織、結(jié)構(gòu)和功能，為生物醫(yī)用材料的發(fā)展開辟了廣闊的前景。

牙種植技術(shù)現(xiàn)今已經(jīng)廣泛運(yùn)用于牙列缺損和缺失的修復(fù)治療中，但是由于種植區(qū)骨量不足降低了種植修復(fù)的成功率，限制了種植義齒的適用范圍。引導(dǎo)骨再生膜技術(shù)(guided bone regeneration，GBR)通過(guò)采用生物屏障膜，阻止軟組織中成纖維細(xì)胞及上皮細(xì)胞長(zhǎng)入缺損區(qū)，確保將骨引導(dǎo)性的基質(zhì)維持保持在骨缺損區(qū)內(nèi)，達(dá)到促進(jìn)骨組織的修復(fù)及再生的目的。由于體內(nèi)微環(huán)境的特殊性，種植體周圍炎癥感染是影響種植體長(zhǎng)期穩(wěn)定的最重要因素之一，而GBR技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外治療種植體周圍炎導(dǎo)致骨損失的最普遍的技術(shù)之一，并取得了良好的臨床效果。生物材料植入人體內(nèi)，存在著潛在的細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)，往往引起手術(shù)失敗。同時(shí)GBR膜還存在暴露的可能，這些都會(huì)增加GBR膜細(xì)菌性感染的風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生細(xì)菌感染則會(huì)加快上皮內(nèi)陷，影響骨組織的再生、修復(fù)。因而賦予GBR膜優(yōu)異的抗菌性能對(duì)于骨組織再生具有十分重要的意義，尤其是易感人群。

在組織工程中，制備具有三維多孔結(jié)構(gòu)的方法主要通過(guò)3D打印、靜電紡絲、模板法和制備水凝膠等方式，制備的三維結(jié)構(gòu)材料具有多孔且孔結(jié)構(gòu)互通等特點(diǎn)，利于成骨細(xì)胞的黏附和三維生長(zhǎng)。近幾年將靜電紡絲膜用于引導(dǎo)骨再生膜技術(shù)的研究越來(lái)越多，因其具有制造裝置簡(jiǎn)單、紡絲成本低廉、可紡物質(zhì)種類繁多、工藝可控等優(yōu)點(diǎn)，已成為有效制備納米纖維材料的主要途徑之一。靜電紡絲纖維具有高比表面積、高孔隙率和孔尺寸小等類似天然細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，在過(guò)濾、傷口敷料以及三維組織工程支架等方面具有許多潛在的用途。材料表面也可通過(guò)等離子處理、濕化學(xué)法、表面接枝聚合法等進(jìn)行修飾，使其載釋藥能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)因具有優(yōu)良的可降解性而在醫(yī)用生物材料中得到了廣泛應(yīng)用，然而由于其表面缺乏細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)，以及存在親水性和細(xì)胞親和性不足等缺點(diǎn)，影響了細(xì)胞在其表面的黏附生長(zhǎng)。通過(guò)物理或者化學(xué)的方法在材料中引入膠原或多肽對(duì)其進(jìn)行改性，賦予材料生物信號(hào)，以提高其生物功能，使其在組織工程支架的研究和臨床應(yīng)用更加廣泛。

蚌類生物中發(fā)現(xiàn)的多巴胺及其鄰苯二酚衍生物已成功應(yīng)用到材料表面改性中。多巴胺在堿性溶液中有氧氣存在的條件下很容易發(fā)生自聚反應(yīng)，聚多巴胺存在鄰酚羥基、醌基等功能基團(tuán)，這就為膜的進(jìn)一步修飾提供了一個(gè)二級(jí)反應(yīng)平臺(tái)。因此多巴胺可靈活有效并且穩(wěn)定地黏附在材料表面從而實(shí)現(xiàn)表面改性。兩性離子聚合物如3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽(DMAPS)，具有抑菌和高度抑制蛋白質(zhì)的非特異性吸附的作用。當(dāng)DMAPS固定在醫(yī)用硅膠表面上時(shí)，增強(qiáng)了防污功效，改善了血液相容性，并具有抗菌性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗菌及成骨特性的可降解醫(yī)用高分子三維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制備方法，該方法簡(jiǎn)單易行、可控性強(qiáng)，不僅使制備的復(fù)合材料同時(shí)具有兩性離子聚合物抗菌的性能，而且具有膠原對(duì)細(xì)胞的黏附性，且具有良好的生物相容性和成骨性能。