[发明专利]一种纳米羟基磷灰石杂化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面接枝温度敏感型聚(N-异丙基丙烯酰胺)的纳米羟基磷灰石杂化材料及其制备方法。

技术背景

有机/无机杂化材料的研究无论是在理论上或者是应用上都得到了广泛关注。通过在无机纳米粒子表面接枝聚合物、有机分子可以有效地调控无机纳米粒子表面的亲水性、黏附性以及表面活性等主要性质(Biomaterials 2007，28，550；J. Mater.Chem.2007，17，174；Chem.Mater.2006，18，5864.)，尤其是在纳米粒子表面构建具有刺激响应型界面，获得具有温度敏感性的杂化材料，因其在人工器官、药物控制释放、再生医学、微流体技术、生物分离等领域具有重要应用前景而备受重视(Soft matter 2008，4，714；Science 2002，297，964)。

聚(N-异丙基丙烯酰胺)是一类典型的刺激响应型智能高分子材料，具有优良的温敏性。当聚(N-异丙基丙烯酰胺)水溶液在升温过程中，在32℃附近(LCST)出现相转变，即：当温度低于LCST时，表现出很好的水溶性，当温度高于LCST时，聚(N-异丙基丙烯酰胺)转变为疏水状态。当细胞在聚(N-异丙基丙烯酰胺)表面生长时，可以通过降低温度到LCST以下，来实现细胞从聚(N-异丙基丙烯酰胺)剥离，因此，在组织工程领域，利用聚(N-异丙基丙烯酰胺)构筑温敏型界面，利用聚(N-异丙基丙烯酰胺)作为分子开关，通过温度来控制细胞的黏附与剥离(Biomaterials 2006，27，607；Biomaterials 2001，22，1213)。

羟基磷灰石(HA)是一种重要的无机物，具有优良的生物相容性和骨传导性，是脊椎动物骨和齿的主要成分，例如，人体骨中HA质量百分含量接近60％，人牙齿的珐琅质表面HA质量分数约占90％以上。因此，HA是理想的骨组织替代材料，但是HA脆性大、韧性不足、力学性能差。近年来，羟基磷灰石/聚合物复合材料有效地结合了HA的骨传导性和聚合物的韧性、可生物降解性等优点而成为骨修复材料的热点(Biomaterials 1994，15，1197；Composites Science and Technology 2005，65，2385-2406；Biomaterials 2009，30，58)。羟基磷灰石/聚合物复合材料的力学性能在很大程度上取决于无机粒子与聚合物的界面结合力，单纯的羟基磷灰石纳米粒子易团聚，与聚合物界面粘附力差，降低了复合材料的力学性能。因此对羟基磷灰石表面进行化学修饰引入有机分子，从而制备羟基磷灰石杂化材料具有重要意义(Chem.Mater. 2006，18，5111)。通过硅烷偶联剂(J.Biomed.Mater.Res.1996，30，231.)、聚乳酸(Polymer 2004，45，6699)、异腈酸酯(J.Biomed.Mater.Res.1998，40，358)、聚多肽(Macromol.Biosci.2009，9，631)等对纳米羟基磷灰石进行表面处理，制备羟基磷灰石杂化纳米材料材料的杂化材料已有报道。基于纳米羟基磷灰石-聚(N-异丙基丙烯酰胺)的复合材料也有报道(J.Mater.Chem.2007，17，238)；最近，中科院长春应化所陈学思课题组制备了表面接枝有聚(N-异丙基丙烯酰胺)分子刷的纳米羟基磷灰石杂化材料(Macromol.Biosci.2009，9，1237.)，研究表明此类杂化材料具有良好的生物相容性和温度敏感性。但是，要想实现纳米羟基磷灰石-聚(N-异丙基丙烯酰胺)杂化材料在药物控释方面的应用，需要将纳米羟基磷灰石表面接枝的聚(N-异丙基丙烯酰胺)制成交联网状结构，通过表面的聚合物交联网络及其温度敏感性实现药物分子的可控释放。

目前，通过原子转移自由基聚合方法，在纳米羟基磷灰石表面接枝交联型的聚(N-异丙基丙烯酰胺)来制备具有温度敏感性的纳米羟基磷灰石杂化材料还没有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有温度敏感性的纳米羟基磷灰石杂化材料及制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的具有温度敏感性的纳米羟基磷灰石杂化材料，是在纳米羟基磷灰石表面接枝具有温度敏感性的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。其接枝量为：每克纳米羟基磷灰石表面接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)0.187-2.890克。

本发明所述的制备方法是：