[發明專利]一種具有骨誘導和抗菌功能的聚乳酸/地塞米松/納米金屬復合纖維膜的制備方法

在審

• 申請號: 202011433342.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112402699A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王英波
• 申請（專利權）人: 新疆師范大學
• 主分類號: A61L27/44
• 分類號: A61L27/44;A61L27/50;A61L27/54;D04H1/728
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 胡萬臣

本發明公開了一種具有骨誘導和抗菌功能的聚乳酸/地塞米松/納米金屬復合纖維膜的制備方法，該方法綜合了聚乳酸良好的生物相容性和可降解性，地塞米松優秀的骨誘導性能，銀、銅、鋅納米粒子的廣譜抗菌性和抗細菌耐藥性等各自特點，以及靜電紡絲技術在構建形貌可控的仿生纖維結構方面的獨特優勢，制備的復合纖維膜能模擬體內的天然細胞外基質，促進骨髓間充質干細胞的成骨分化和抗細菌感染，從而促進骨組織修復，作為骨修復材料能廣泛應用于骨損傷修復和骨缺損治療領域。

技術領域

本發明涉及一種醫用高分子復合材料的制備方法，特別是涉及一種具有骨誘導和抗菌功能的聚乳酸/地塞米松/納米金屬復合纖維膜的制備方法。

背景技術

全世界數百萬患者患有骨疾病或骨缺損，骨修復材料的研發是亟需解決的難題，理想的人工骨合成生物材料應該具有良好的生物相容性、生物活性、骨誘導性和抗菌性。

聚乳酸（Polylactic acid，PLLA）由于其良好的生物相容性、可生物降解、無毒等優點，已經被美國食品藥品監督管理局（FDA）批準用于臨床應用，在臨床上主要應用于引導骨組織再生、藥物輸送、軟組織修復等，是目前人工骨生物醫用材料的研究熱點之一，但缺乏骨誘導和抗菌性能，這限制了它在骨組織工程中的應用。

地塞米松（Dexamethasone，Dex）是一種糖皮質類激素，是骨髓基質細胞最早使用和更容易成骨的誘導劑，可促進骨髓間充質干細胞(BMSCs)向成骨細胞分化，增強堿性磷酸酶(ALP)活性和骨礦化，刺激新生的骨組織的形成。地塞米松在3.96-39.6μg/L濃度范圍時可促進成骨、增強骨礦化，將其負載于聚乳酸基復合纖維支架中而得到的骨修復材料具有優秀的骨誘導性能，可加快骨缺損的愈合速度。

骨感染是臨床骨修復過程中急需攻克的難題，由于細菌所引起的骨感染會損害骨組織的愈合修復能力，導致植入物植入失敗，因此研發具有抗菌性能的植入材料成為目前研究熱點之一。骨感染主要由細菌感染引起，及時有效的殺死組織表面的細菌并抑制細菌生物膜的形成是抑制感染、促進骨組織愈合的關鍵所在。目前常見的治療骨感染的方法是清創術和全身抗生素治療，但在長期或過度使用抗生素會增加手術風險和產生耐藥。因此，提高生物材料的細菌耐藥性、抗骨感染能力成為亟待解決的難題。部分金屬如銀、銅、鋅單質的納米粒子（NPs）具有廣泛的抗菌性和抗細菌耐藥性能，在臨床上被應用于殺滅生物材料上的細菌，其殺菌機制是將細菌的細胞膜破壞，擾亂代謝，并產生活性氧引起DNA損傷，從而殺死細菌，并且其可以從死細菌中游離出來并重復上述循環，從而實現持久抗菌；同時這些金屬納米粒子還可以促進骨髓間充質干細胞的成骨分化，促進血管生成，從而進一步促進骨組織修復。因此將這些金屬納米粒子引入骨修復復合材料能賦予后者良好的抗菌性能和骨誘導性能。

靜電紡絲技術可構建形貌可控、有類似于天然細胞外基質(Extracellularmatrix, ECM)的纖維結構，設計理想的仿生環境用于細胞粘附和增殖，促進新組織生長。溫和的工藝條件使靜電紡絲技術在包封藥物時保持分子結構完整性方面具有明顯的優勢，且納米纖維在一定程度上可以減緩藥物的釋放，在骨組織工程中具有重要的應用價值。

基于此，綜合聚乳酸良好的生物相容性和可降解性，地塞米松優秀的骨誘導性能，銀、銅、鋅納米粒子的廣譜抗菌性和抗細菌耐藥性等各自特點，以及靜電紡絲技術在構建形貌可控的仿生纖維結構方面的獨特優勢，本發明提供一種具有骨誘導和抗菌功能的聚乳酸/地塞米松/納米金屬復合纖維膜的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有骨誘導和抗菌功能的聚乳酸/地塞米松/納米金屬復合纖維膜的制備方法，基于靜電紡絲技術將骨誘導藥物地塞米松和抗菌劑銀、銅或鋅納米粒子負載到生物相容性和可降解性優越的聚乳酸基復合纖維膜中，該骨修復材料能廣泛應用于骨損傷修復和骨缺損治療領域。

本發明通過下述的技術方案來實現：

一種具有骨誘導和抗菌功能的聚乳酸/地塞米松/納米金屬復合纖維膜的制備方法，包括如下步驟：