[发明专利]降解速率可荧光标记的聚酯/周期性介孔骨填充复合材料的制备及产品和应用

摘要

本发明涉及一种降解速率可荧光标记的聚酯/周期性介孔骨填充复合材料的制备及其产品和应用。首先合成具有荧光性能的稀土周期性介孔纳米颗粒，然后以低分子量聚左旋乳酸为改性剂对稀土周期性介孔纳米颗粒进行化学改性，最后通过溶液共混的方法加入到聚酯基体中。还提供了通过上述方法得到的产品，以及该产品作为复合骨填充材料在骨修复中的应用。本发明方法得到的荧光介孔材料在有机基质中分散均匀，聚酯基的力学性能得到较大提升，且可实时监控复合骨填充材料的降解行为。制备工艺简单，可用作性能指标要求较高的承重骨部位的骨填充材料使用。所得复合材料能满足临床应用的需求。

主权项

1.一种降解速率可荧光标记的聚酯/周期性介孔骨填充复合材料的制备方法，其特征在于以生物可降解聚乳酸基无规共聚物为基体，以改性过后的稀土周期性介孔荧光材料为增强剂和荧光剂，制备同时具有自增强效果以及降解速率可被荧光标记的复合材料，包括如下步骤：1）具有荧光性能的稀土周期性介孔纳米颗粒的制备：将N,N’‑双（亚水杨基）乙二胺(Salen)溶于四氢呋喃中，然后加入三乙氧基硅基异氰酸丙酯(TEPIC)，Salen与TEPIC的摩尔比为1/1~1/4，于65˚C氮气保护下冷凝回流，最后将得到的溶液通过旋转蒸发仪分离提纯，得到淡黄色粘稠状液体记为Salen‑Si；将模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和NaOH溶解在去离子水中得模板剂溶液，然后，将Salen‑Si和1,2‑二（三乙氧基硅基）乙烷(BTEE)混合慢慢滴加到上述模板剂溶液中得混合溶液；上述混合溶液于室温下搅拌12~48 h后转入聚四氟乙烯为衬套的反应釜中，90˚C下晶化12~48h，用去离子水、乙醇充分洗涤产物，60˚C条件下烘干，然后采用酸溶剂萃取法去除模板剂，400mL乙醇溶液中加入7.3mL 37%的盐酸溶液作为萃取剂，冷凝回流6~24h后过滤，将萃取法去除模板剂的样品在乙醇溶液中于40˚C加热过滤后采用乙醚洗涤以便洗去Salen‑Si中的杂质，得到浅黄色固体粉末为周期性介孔材料，记为Salen‑PMOs；最后将Salen‑PMOs以及1,10‑菲罗啉(phen)溶于乙醇溶液中，加入有荧光特性的镧系硝酸稀土(Ln(NO3) 3)的乙醇溶液，在室温下搅拌12 h，抽滤，用乙醇反复洗涤得到固体样品后于60˚C真空干燥，得到有荧光性能的稀土周期性介孔纳米颗粒，即稀土荧光Ln(Salen‑PMOs)2phen颗粒；2）PLLA表面改性稀土周期性介孔纳米颗粒称取干燥好的Ln(Salen‑PMOs)2phen纳米颗粒加入到除水除氧的三口烧瓶中，氮气保护和磁力搅拌下加入硅烷偶联剂，Ln(Salen‑PMOs)2phen与硅烷偶联剂的质量比为1/2~2/1，80 °C下回流反应12~24小时，产物经过滤，大量乙醇洗涤后干燥，得氨基改性的Ln(Salen‑PMOs)2phen，将丙交酯（LLA）溶解在120 °C、20 mL除水除氧的甲苯溶剂中得LLA的溶液，将干燥好的氨基改性后的Ln(Salen‑PMOs)2phen和催化剂加入到单口烧瓶中，其中LLA与氨基改性的Ln(Salen‑PMOs)2phen纳米颗粒二者之间的质量比为1/1~10/1，在氮气保护和磁力搅拌下将其滴加到LLA的溶液中，于120 °C下反应12~48小时，冷却至室温，产物在5000 rpm条件下离心分离，用大量三氯甲烷洗涤除去未接枝于Ln(Salen‑PMOs)2phen表面的PLLA，最后，分离出的沉淀产物在50 °C下真空干燥24~72小时除去溶剂，得PLLA表面改性稀土周期性介孔荧光材料，产物记为：PLLA‑Ln(Salen‑PMOs)2phen；3）聚酯/稀土周期性介孔荧光复合材料的制备聚酯/稀土周期性介孔荧光复合材料膜通过超声分散和溶液浇铸方法制备，先将聚酯基共聚物以5~20 w/v%的浓度溶解在CH2Cl2溶剂中得聚酯基共聚物溶液，所述的聚酯基共聚物为聚左旋乳酸（PLLA）、聚D,L‑丙交酯（PDLLA）、聚乳酸‑羟基乙酸（PLGA）、聚乳酸‑己内酯（PLA‑PCL）、聚乳酸‑三亚甲基碳酸酯‑乙交酯（PLTG）中的一种；其次，将添加量为1‑20 wt%的PLLA‑Ln(Salen‑PMOs)2phen干燥颗粒加入到聚酯基共聚物溶液中，通过磁力搅拌和超声波处理将其混合均匀后转移至石英盒中自然挥发干燥，于常温下真空干燥至恒重，即得到具有降解速率可荧光标记的聚酯/周期性介孔复合可降解骨填充材料。