[发明专利]一种电纺PLLA/Ag抗菌复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人骨损伤修复的高分子生物材料表面涂层的制备方法，具体地说是一种电纺PLLA/Ag抗菌复合膜的制备方法，属于高分子生物材料表面涂层的制备方法领域。

背景技术

磷酸钙系列陶瓷具有良好的生物相容性和生物活性，已经成功地被应用于临床。尤其是羟基磷灰石(HA)备受关注。在医用高分子材料表面涂覆具有生物活性的磷酸钙陶瓷可赋予硬组织生物材料良好的力学性能和合适的生物性能。近年来得到广泛研究。目前现有提高材料生物活性的矿化方法主要是模拟体液浸泡法。但由于浸泡时间过长，因长时间的浸泡纤维上的活性因子等脱落较多，则模拟体液培养会使纤维药效降低。而电化学沉积方法具有时间短、设备简便、均覆性好、工艺简便、快捷等优点，备受关注。

聚乳酸[poly(L-lactic acid)，PLLA]是目前聚合物基人工骨材料的研究热点之一。PLLA和它的衍生物已经获得了广泛的关注，因为它们具有极好的生物相容性、加工性能和生物降解性，是骨组织工程中最有潜力的生物可降解聚合物。但是由于PLLA和它的衍生物组成的支架具有低的生物活性和不足的机械强度，这限制了它们在骨组织工程中的应用。研究表明，由生物材料引发的感染中，45%的原因是由于植入物材料与人体接触时，在材料表面形成一层蛋白膜，而细菌很容易在这层蛋白膜上黏附，继而生长繁殖，使用传统的抗菌治疗无法根除，在材料表面引入抗菌涂层是近年来常用的方法。目前临床表明开发双功能的复合涂层迫在眉睫，不仅具有骨诱导性还要具有抗菌活性。在种植体表面装载抗生素可提高抗菌医疗植入物的活性。然而，在长期或过度使用抗生素会增加手术风险和产生耐药。银纳米粒子是另一种适合的抗菌剂用于医疗植入物，它具有非常宽泛的抗菌谱和细菌耐药对银是最小，能够杀灭多达数百种致病的细菌以及病毒。

为改善PLLA纤维的抗菌性能，在聚乳酸纤维引入纳米银(Ag)粒子，可赋予骨组织生物材料良好的力学性能和抗菌性能。目前生物材料表面长效抗菌性能的研究已经成为当前研究和开发的热点。近年来，已有采用电化学沉积矿化钙磷盐的报道：是采用恒电压模式下，在纯PLLA纤维表面制备钙磷盐。该方法制备的涂层的不均匀。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种电纺聚乳酸银抗菌复合膜的制备方法，该方法在不改变基材本身的性能的同时，提高其生物活性和抗菌性，达到快速矿化钙磷盐的目的，防止药效的流失。获得具有优良综合性能的新型生物医学材料，且操作简便，成本低廉。

本发明的技术方案为：

一种电纺PLLA/Ag抗菌复合膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)在二氯甲烷（DCM）中溶解聚乳酸（PLLA），然后添加N，N-二甲基甲酰胺（DMF），充分搅拌，水浴加热，获得均一的聚乳酸溶液，然后添加分散均匀的纳米银颗粒，超声10 min，进行静电纺丝，得到表面带有PLLA/Ag复合纤维的钛箔；

其中，纳米银颗粒与聚乳酸添加量重量比为0.07-0.007︰1。

其中，静电纺丝的参数为规格6号针头、20 mL的注射器，将钛箔收集器，尺寸20 mm×20 mm×0.2 mm，固定在距离针头15 cm处，使用电压为18 kV，流速为3 mL/h。

(2)将分析纯钙盐、磷酸盐的比例按照n_Ca: n_P=1.67配置(其中钙的浓度不能超过42 mmol·L^-1)，依次用蒸馏水溶解，混合后用氨水调节溶液的pH为5.0，得到磷酸钙溶液；将上述调节pH值的混合溶液作为电解液，以饱和甘汞电极为参比电极，铂金片为对电极，通过步骤(1)得到的表面带有PLLA/Ag复合纤维的钛箔为工作电极，在三电极系统的电解槽中进行电化学沉积，得到本发明生物医用涂层材料；

其中，电化学沉积参数为：脉冲高电位0 V，脉冲低电位-3 V，脉宽100 s，沉积时间60 min；

最后，将步骤(2)得到的生物医用涂层材料在真空条件下干燥72 h后，保存在37℃的恒温干燥箱中。

进一步地，所述的二氯甲烷与聚乳酸的重量比为4︰1。

进一步地，所述的N，N-二甲基甲酰胺与聚乳酸的重量比为2︰1。