[发明专利]一种用于引导骨再生的双层纳米复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于引导骨再生的双层纳米复合膜的制备方法，包括以下步骤：A)将生物相容性有机高分子和纳米材料在水溶液中混合，得到纳米复合溶液；B)将所述纳米复合溶液经过蒸发作用，得到致密的纳米复合薄膜；C)在所述纳米复合薄膜的表面喷涂一层纳米复合溶液，将得到的产品进行低温处理，得到双层纳米复合膜。本申请利用蒸发自组装技术制备了具有良好力学性能的仿生结构薄膜，再通过冷冻冰模板法在已制备的薄膜表面制备了一层疏松多孔层，即可获得具有良好机械性能、抑菌性、体外降解性和细胞粘附性的引导骨再生的多功能双层纳米复合膜。

技术领域

本发明涉及仿生结构薄膜材料的制备技术领域，尤其涉及一种用于引导骨再生的双层纳米复合膜及其制备方法。

背景技术

创伤、炎症、先天性疾病和肿瘤切除引起的骨缺损治疗一直是临床研究中的热点。引导骨再生(GBR)技术是实现骨生成的常用方法。在GBR技术中，膜材料是关键因素，它是通过在骨缺损处放置GBR膜，在膜下形成一个稳定空间，阻止结缔组织的长入，使骨生成细胞优先生长，充分调动组织自身的愈合能力，达到骨性愈合。

根据是否可降解的特性，常用于临床治疗的GBR膜可分为生物不可降解膜和生物可降解膜。不可降解膜有较高的机械强度和空间维持能力，但需二次手术摘除，易造成感染等并发症发生；可生物降解膜主要由可降解的聚合物组成。Bio-Gide胶原膜是临床上最广泛使用的可生物降解膜之一，具有双层结构，一层排列致密，具有良好的细胞阻隔作用，一层疏松多孔，利于成骨细胞粘附。然而，Bio-Gide仍然存在例如降解速度过快、抗菌性能较差和机械性能薄弱等缺点。

因此，除必要的生物相容性与双层结构外，理想的GBR膜应具有以下特点：(1)膜具有足够的机械强度、柔韧性和可操作性；(2)膜的降解周期应当与骨再生的时间相协调；(3)一定的抑菌能力；(4)促进骨缺损区域成骨细胞粘附与增殖的同时阻止非成骨细胞对骨再生过程的干扰；(5)一定的诱导成骨性。当前研究的GBR膜主要由各种天然或合成聚合物组成，如壳聚糖(CS)、明胶、生物活性玻璃纳米颗粒和聚己内酯等。通过自蒸发、浸渍-沉淀、静电纺丝以及溶剂浇铸等技术已经得到了一些具有优异性能的GBR膜。然而，如何同时实现理想GBR膜的其他功能，如何实现其结构和功能的统一，仍然是一项重大的挑战。

近年来，纳米科学和纳米技术取得了令人瞩目的进展，纳米结构极大地促进了功能材料在各个领域的发展。其中，多种纳米材料被报道具有良好的诱导成骨性和抑菌性。

天然贝壳具有特殊的“砖-泥”层状结构和精确的界面调控，同时实现了卓越的机械强度与韧性，是一种理想的无机-有机材料结构模型。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种用于引导骨再生的双层纳米复合膜，该复合膜在机械性能、抑菌性、体外降解性和细胞粘附性等方面显示出优良的效果。

有鉴于此，本申请提供了一种用于引导骨再生的双层纳米复合膜的制备方法，包括以下步骤：

A)将生物相容性有机高分子和纳米材料在水溶液中混合，得到纳米复合溶液；

B)将所述纳米复合溶液经过蒸发作用，得到致密的纳米复合薄膜；

C)在所述纳米复合薄膜的表面喷涂一层纳米复合溶液，将得到的产品于-198℃～-10℃下进行低温处理，得到双层纳米复合膜。

优选的，所述生物相容性有机高分子选自胶原蛋白、蚕丝蛋白、明胶、壳聚糖和海藻酸钠中的一种或多种，所述纳米材料选自纳米β-磷酸三钙、羟基磷灰石纳米颗粒、透钙磷石纳米片、羟基磷灰石纳米纤维、硅酸钙纳米纤维、石墨烯和纳米黏土片中的一种或多种。

优选的，所述纳米复合溶液中所述生物相容性有机高分子的浓度为10～40mg/ml，所述纳米材料的浓度为0.1～20mg/ml。

优选的，所述蒸发作用的方式为自然蒸发作用或喷涂热蒸发作用。