[發明專利]聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纖維膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011533364.8
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112516386A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 黃建祥;許杉杉
• 申請（專利權）人: 無錫中科光遠生物材料有限公司
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/02;A61L27/58;B82Y40/00;C01B33/18
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 朱曉林

本發明屬于生物醫藥復合材料，具體涉及聚乳酸?多巴胺?二氧化硅纖維膜及其制備方法。本發明首次采用靜電紡絲法和丙酮處理法制備了高孔隙度、高表面積的多孔聚乳酸纖維膜，再利用多巴胺改性在纖維上提供了活性官能團，提高了納米粒子在多孔膜上的附著力，最后將合成的二氧化硅納米顆粒涂敷在聚乳酸纖維表面。本發明的多功能生物活性復合纖維膜具有良好的生物相容性，并大大提高了細胞的粘附，有利于細胞的分化和增殖，同時，復合膜也保持了較高的力學性能和潤濕性等特性，是一個在促進骨膜再生等組織修復生物醫學領域具有很高的應用潛力的復合纖維膜。

技術領域

本發明屬于生物醫藥復合材料，具體涉及聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纖維膜及其制備方法。

背景技術

骨缺損是一個具有挑戰性的臨床問題，可引起多種情況，如創傷、感染或肉瘤切除。一般來說，外傷引起的骨缺損常伴有骨膜損傷，骨膜由纖維層和成骨層組成。纖維層通過其毛細血管網絡為細胞提供營養，附著在骨表面的原始細胞會繼續分化。骨膜在骨組織工程中發揮著重要作用，它不僅可以輸送氧氣/營養，提供骨組織營養的毛細血管網絡，而且影響著骨組織細胞的分化。

在骨再生領域，電紡絲是一種很有前途的仿生膜制備方法，其構建的膜具有天然的細胞外基質相似的物理結構，因而更接近受損的組織結構；同時，通過靜電紡絲利用聚乳酸生產的膜具有較高的表面積，相比于其他光滑表面膜，多孔連接的納米纖維可以改善細胞粘附和增殖，然而，聚乳酸的疏水性限制了其生物醫學性能。含無定形二氧化硅納米顆粒(SiNPs)的生物活性聚合物納米復合材料已被制成用于骨再生的植入物或支架，其加入不僅顯著提高了各種聚合物材料的力學性能和成骨細胞的生物相容性，而且改善了體內骨形成。如前所述，骨膜可以輸送氧氣/營養，具有促進細胞分化能力。無定形SiNPs具有表面積大、承載能力強和生物相容性好的特點，是一種很有前途的藥物載體。雖然這些結果表明SiNPs的加入可以顯著提高生物材料的機械強度和成骨細胞的分化，但SiNPs在聚合物基質中的聚集及其與聚合物的相互作用難以控制。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纖維膜的制備方法，目的是為了解決現有用于骨組織工程的納米纖維膜中，聚乳酸纖維膜表面涂覆納米顆粒結合力弱并且分散不均勻，以及SiNPs作為藥物載體在聚合物基質中的聚集及其與聚合物的相互作用難以控制的技術問題。本發明還提供了利用上述方法制備的聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纖維膜。

本發明提供的聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纖維膜的制備方法，具體技術方案如下：

聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纖維膜的制備方法，包括如下步驟：

S1，將聚乳酸溶于混合介質溶劑和N,N-二甲基甲酰胺混合過夜，獲得混合溶液，將所述混合溶液通過注射器內，并與注射泵相接，然后進行高壓靜電紡絲，得到納米纖維并烘干，將所述納米纖維置于誘導溶劑中，室溫浸泡5-10min后在通風柜中干燥12-36小時，獲得多孔聚乳酸纖維膜；

S2，將無水乙醇、氨水和去離子水混合并水浴加熱，當溶液溫度達到60℃時，加入正硅酸乙酯，連續攪拌，并在60℃下保存2-5小時，離心后去除未反應殘留物，獲得二氧化硅納米顆粒；

S3，將步驟S1中的多孔聚乳酸纖維膜膜浸入多巴胺溶液中，利用緩沖液調節溶液pH，加入步驟S2中的二氧化硅納米顆粒，在室溫下攪拌2-5小時，獲得聚乳酸/多巴胺/二氧化硅纖維膜，即聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纖維膜。

在某些實施方式中，步驟S1中，所述聚乳酸的重均分子量為10-50萬，為醫用級；所述聚乳酸在所述混合溶液中的濃度為1.0-5.0W/V％，優選的濃度為2％。

在某些實施方式中，步驟S1中，所述混合介質溶劑與所述N,N-二甲基甲酰胺的體積分數比例為(85％-95％)：(15％-5％)，優選比例90％：10％，所述混合介質溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷或者丙酮；所述誘導溶劑為丙酮、N,N-二甲基甲酰胺或六甲基磷酰三胺。