[發明專利]一種醫用可降解的多層聚合物/石墨烯薄膜材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910498918.6
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110327484B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 程逵;龍小軍;翁文劍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61L17/14
• 分類號: A61L17/14;A61L17/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種醫用可降解的多層聚合物/石墨烯薄膜材料及其制備方法。該方法首先將生物可降解聚合物通過旋涂法或澆鑄法貼附至單層石墨烯/Cu基板上，然后將Cu刻蝕掉，從而獲得聚合物/單層石墨烯薄膜，最后將多層聚合物/單層石墨烯薄膜疊加在一起，即獲得多層聚合物/石墨烯薄膜。本發明使用的聚合物和石墨烯生物相容性良好，且在體內可降解，通過控制聚合物/石墨烯薄膜的層數，可以調節薄膜在體內的降解時間。另外，多層聚合物/石墨烯薄膜兼具高機械強度，且能夠抗腐蝕和抗菌效果。本法的多層聚合物/石墨烯薄膜材料制備方法簡單，且有望應用于臨床手術縫合支撐材料和植入體表面改性。

技術領域

本發明涉及生物醫學領域中生物可降解材料的制備問題，特別涉及一種醫用可降解的多層聚合物/石墨烯薄膜材料及其制備方法，有望應用于臨床手術縫合支撐材料和植入體表面改性。

背景技術

現有的醫用縫線和補片主要應用羊腸衣、高分子化學合成線等，存在機械強度不理想，以及降解吸收時間過長或過短等缺點。

石墨烯(Graphene)及其衍生物(氧化石墨烯和還原氧化石墨烯)因其獨特的力學、機械、化學穩定性以及聲光電磁熱等特性，在生物醫學領域，石墨烯在組織工程、生物傳感、疾病癥斷、抗菌和抗病毒材料、癌癥靶向和光熱療法、藥物輸送、電刺激細胞等領域展現出巨大的潛力。許多研究發現，低濃度石墨烯對細胞的增殖和細胞活性沒有較大影響，但如果濃度過高則會影響細胞的生物活性。而大面積的單層石墨烯具有良好的生物相容性[Mao,H.Y.Graphene:promises,facts,opportunities,and challenges innanomedicine.Chemical reviews.113(2013):3407-3424]。石墨烯的生物相容性除了與其本身性質相關，還與其復合物有關，不同材料與石墨烯復合時，其生物相容性也會發生改變。另外，石墨烯可以通過生物酶促降解,利用一系列方法如異質原子摻雜、表面功能化修飾等對石墨烯材料進行改性,可以調控石墨烯材料的降解[Zhao,K.A Review:Biodegradation Strategy of Graphene-Based Materials.Acta Chimica Sinica.76(2018):168-176]。例如：石墨烯可以被活化的中性粒細胞分泌的過氧化物酶降解[Kurapati,R.Degradation of Single-Layer and Few-Layer Graphene by NeutrophilMyeloperoxidase.Angewandte Chemie.57(2018):11722-11727]。石墨烯兼具強度高、柔性好等優點。石墨烯本身具有的獨特結構性質，使其在物理防腐和電化學防腐方面都展現出一定的優勢。單層石墨烯的致密結構能夠有效抑制腐蝕介質的浸潤、滲透和擴散，提高涂層的物理阻隔性[Kurapati,R.Degradation of Single-Layer and Few-Layer Graphene byNeutrophil Myeloperoxidase.Angewandte Chemie.57(2018):11722-11727]。石墨烯具有良好的抗菌功能，石墨烯材料的抗菌性能主要由其物理特性和化學特性所決定。

聚乳酸(PLA)是一種常用可吸收聚合物，可用作可吸收縫合線，也具有極好的生物相容性[Rasal,R.M.Poly(lactic acid)modifications.Progress in polymerscience.35(2010):338-356]。在機體內或自然環境中，由于酶、微生物及酸、堿和水等介質的作用下，聚乳酸會逐步分解，最終成為二氧化碳和水，對環境無污染[Raquez,J.M.Polylactide(PLA)-based nanocomposites.Progress in polymer science 38(2013):1504-1542]。PLA具有非常優異的力學強度和模量，但是PLA的韌性較差。