[发明专利]聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纤维膜及其制备方法

说明书

本发明属于生物医药复合材料，具体涉及聚乳酸‑多巴胺‑二氧化硅纤维膜及其制备方法。本发明首次采用静电纺丝法和丙酮处理法制备了高孔隙度、高表面积的多孔聚乳酸纤维膜，再利用多巴胺改性在纤维上提供了活性官能团，提高了纳米粒子在多孔膜上的附着力，最后将合成的二氧化硅纳米颗粒涂敷在聚乳酸纤维表面。本发明的多功能生物活性复合纤维膜具有良好的生物相容性，并大大提高了细胞的粘附，有利于细胞的分化和增殖，同时，复合膜也保持了较高的力学性能和润湿性等特性，是一个在促进骨膜再生等组织修复生物医学领域具有很高的应用潜力的复合纤维膜。

技术领域

本发明属于生物医药复合材料，具体涉及聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纤维膜及其制备方法。

背景技术

骨缺损是一个具有挑战性的临床问题，可引起多种情况，如创伤、感染或肉瘤切除。一般来说，外伤引起的骨缺损常伴有骨膜损伤，骨膜由纤维层和成骨层组成。纤维层通过其毛细血管网络为细胞提供营养，附着在骨表面的原始细胞会继续分化。骨膜在骨组织工程中发挥着重要作用，它不仅可以输送氧气/营养，提供骨组织营养的毛细血管网络，而且影响着骨组织细胞的分化。

在骨再生领域，电纺丝是一种很有前途的仿生膜制备方法，其构建的膜具有天然的细胞外基质相似的物理结构，因而更接近受损的组织结构；同时，通过静电纺丝利用聚乳酸生产的膜具有较高的表面积，相比于其他光滑表面膜，多孔连接的纳米纤维可以改善细胞粘附和增殖，然而，聚乳酸的疏水性限制了其生物医学性能。含无定形二氧化硅纳米颗粒(SiNPs)的生物活性聚合物纳米复合材料已被制成用于骨再生的植入物或支架，其加入不仅显著提高了各种聚合物材料的力学性能和成骨细胞的生物相容性，而且改善了体内骨形成。如前所述，骨膜可以输送氧气/营养，具有促进细胞分化能力。无定形SiNPs具有表面积大、承载能力强和生物相容性好的特点，是一种很有前途的药物载体。虽然这些结果表明SiNPs的加入可以显著提高生物材料的机械强度和成骨细胞的分化，但SiNPs在聚合物基质中的聚集及其与聚合物的相互作用难以控制。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纤维膜的制备方法，目的是为了解决现有用于骨组织工程的纳米纤维膜中，聚乳酸纤维膜表面涂覆纳米颗粒结合力弱并且分散不均匀，以及SiNPs作为药物载体在聚合物基质中的聚集及其与聚合物的相互作用难以控制的技术问题。本发明还提供了利用上述方法制备的聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纤维膜。

本发明提供的聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纤维膜的制备方法，具体技术方案如下：

聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

S1，将聚乳酸溶于混合介质溶剂和N,N-二甲基甲酰胺混合过夜，获得混合溶液，将所述混合溶液通过注射器内，并与注射泵相接，然后进行高压静电纺丝，得到纳米纤维并烘干，将所述纳米纤维置于诱导溶剂中，室温浸泡5-10min后在通风柜中干燥12-36小时，获得多孔聚乳酸纤维膜；

S2，将无水乙醇、氨水和去离子水混合并水浴加热，当溶液温度达到60℃时，加入正硅酸乙酯，连续搅拌，并在60℃下保存2-5小时，离心后去除未反应残留物，获得二氧化硅纳米颗粒；

S3，将步骤S1中的多孔聚乳酸纤维膜膜浸入多巴胺溶液中，利用缓冲液调节溶液pH，加入步骤S2中的二氧化硅纳米颗粒，在室温下搅拌2-5小时，获得聚乳酸/多巴胺/二氧化硅纤维膜，即聚乳酸-多巴胺-二氧化硅纤维膜。

在某些实施方式中，步骤S1中，所述聚乳酸的重均分子量为10-50万，为医用级；所述聚乳酸在所述混合溶液中的浓度为1.0-5.0W/V％，优选的浓度为2％。

在某些实施方式中，步骤S1中，所述混合介质溶剂与所述N,N-二甲基甲酰胺的体积分数比例为(85％-95％)：(15％-5％)，优选比例90％：10％，所述混合介质溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或者丙酮；所述诱导溶剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺或六甲基磷酰三胺。