[发明专利]一种凹凸棒石掺杂的PLGA纳米纤维毡及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米纤维毡材料及其制备和应用领域，特别涉及一种凹凸棒石掺杂的PLGA纳米纤维毡及其制备和应用。 

背景技术

静电纺丝技术作为一种新型纳米材料的加工方法，具有加工工艺参数可调和可控、原料利用率高，纤维收集方式多样化、实验重复性高和易于产业化等优点，制备的静电纺聚合物纳米纤维又具有纤维尺寸可控、极大的比表面积、高孔隙率和三维网状结构并可以很好的模拟天然细胞外基质(ECM)等特点，使得静电纺丝技术及其产品在很多领域内得到了广泛应用。尤其在生物医学工程领域内，天然高分子和合成高分子均可作为纺丝原料，通过高分子的共聚、共混等方法及不同的收集方式，制备出性能和结构多样化的超细功能纤维，应用于组织工程和药物缓释等方面，不仅是组织工程纤维材料功能化的一个发展方向，同时还具有重要科学价值和巨大的应用前景。 

PLGA是一种已经被美国食品与药物管理局(FDA)批准使用，具有良好的生物相容性和生物降解性的高分子聚合物。PLGA在人体内可以降解，产物能通过人体正常新陈代谢排出体外，因此对人体无毒。而且，PLGA聚合物作为一种优良的生物医用材料，已被广泛地应用于可植入材料和组织工程用支架材料领域。 

人间充质干细胞(human mesenchymal stem cells，hMSC)是一种具有免疫调控、自我复制和多向分化潜能的细胞。在体内或体外特定的诱导条件下,hMSC可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞。在连续传代培养和冷冻保存后，hMSC仍具有上述多向分化潜能，可作为一种修复损伤、衰老或病变组织的理想种子细胞。hMSC具有的这些优良特性使其被广泛用于骨组织损伤修复研究中。静电纺纳米纤维可以很好地模拟细胞外基质结构ECM，为细胞的粘附和生长提供良好体外环境。构建基于静电纺纳米纤维和hMSC的纳米器件，并将之应用于组织工程是当前的一个研究热点。 

凹凸棒石((Attapulgite，ATT)是一种具纤维纹理层链状过渡结构的含水富镁硅酸盐粘土矿。凹凸棒石具备许多优良的特征，如具有较好的吸附能力、独特的分散性、耐高温、抗盐碱、有较高的可塑性及粘结力。矿物本身质轻、性脆、吸水性强，干燥后收缩小，悬浮液遇电解质不絮凝、不沉淀。在生理环境下，ATT可以被降解为无毒物。ATT在化工涂料、催化剂、污水处理、化妆品、食品添加剂、生物医药等领域得到了广泛应用。 

目前，埃洛石纳米管(halloysite nanotubes)、LAP、羟基磷灰石(hydroxyapatite)、介孔二氧化硅(mesoporous silica)等无机纳米粒子都通过静电纺制备得到聚合物/无机粒子杂化纳 米纤维，它们具有增强的机械性能、良好的血液相容性和优良的生物相容性。但是截止目前，尚没有文献报道通过静电纺丝法制备PLGA/ATT复合纳米纤维，并进一步评价该复合纳米纤维的机械性能、生物活性和血液相容性及其促进间充质干细胞分化的研究报道。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种凹凸棒石掺杂的PLGA纳米纤维毡及其制备和应用，本发明工艺简单，所用PLGA和ATTA成本低，原料易得，可用于工业化生产；PLGA/ATT复合纳米纤维毡能够在没有任何其他诱导因子的情况下有效的促进hMSC的成骨分化。 

本发明的一种凹凸棒石掺杂的PLGA纳米纤维毡，所述纳米纤维毡由凹凸棒石ATT分散在聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA溶液中，进行静电纺丝制备得到，其中ATT与PLGA的质量比为1-3：100。 

本发明的一种凹凸棒石掺杂的PLGA纳米纤维毡的制备方法，包括： 

(1)将PLGA溶解在溶剂中，搅拌使PLGA完全溶解，得到PLGA静电纺丝溶液；其中PLGA和溶剂的质量体积比为1g:4-5mL； 

(2)搅拌条件下，将凹凸棒石ATT均匀分散在PLGA静电纺丝溶液中，得到PLGA/ATT静电纺丝溶液，然后进行静电纺丝，干燥，即得。 

所述步骤(1)中溶剂为THF/DMF混合溶剂，其中THF和DMF的体积比为3：1。 

所述步骤(1)中搅拌时间为8-12h。 

所述步骤(2)中搅拌为磁力搅拌，速率为200-300r/min，时间为20-30min。 

所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为电压18-22kV、流速0.8-1.0mL/h、接收距离15-20cm。 

所述步骤(2)中干燥为真空干燥，其中真空干燥的时间为24–48h。