專利名稱：：一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及生物醫(yī)用納米材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：人體受到損傷后，常常造成組織的破壞、斷裂和缺損，甚至引起出血和感染。正常情況下，損傷部位的組織可以自然愈合和修復(fù)。組織的修復(fù)表現(xiàn)為組織的再生，主要是通過細(xì)胞的生長、遷移、分化和基質(zhì)分泌等細(xì)胞行為實(shí)現(xiàn)的。而這些細(xì)胞行為均與包括實(shí)現(xiàn)細(xì)胞與細(xì)胞之間信息傳遞的化學(xué)信號、影響細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間信息傳遞的電信號等在內(nèi)的細(xì)胞信號傳導(dǎo)有關(guān)。但是，由于損傷部位組織的信號傳導(dǎo)紊亂或中斷，受損傷組織的再生能力下降，受損傷組織很難實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)，此時往往需要醫(yī)療干預(yù)，如植入組織工程支架、進(jìn)行植皮修復(fù)等，為受損部位提供與人體相當(dāng)?shù)沫h(huán)境，通過保持或施加適當(dāng)?shù)募?xì)胞信號剌激，加速組織修復(fù)。目前，臨床上廣泛使用金屬、陶瓷、普通高分子聚合物等作為生物醫(yī)用材料，應(yīng)用于組織修復(fù)、組織工程支架等領(lǐng)域，如不銹鋼、羥基磷灰石、聚乳酸用于骨組織修復(fù)；硅膠管、聚乙醇酸用于神經(jīng)組織修復(fù)。普通高分子聚合物作為組織修復(fù)材料，雖然能夠滿足無毒性、生物降解性、生物相容性、足夠的機(jī)械強(qiáng)度等要求，但是，此類材料，如聚丙交酯(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)或聚丙交酯-乙交酯(PLGA)等，和細(xì)胞無法相互作用，容易導(dǎo)致組織產(chǎn)生炎性反應(yīng)。而金屬或陶瓷作為組織修復(fù)材料，尤其是納米羥基磷灰石作為骨修復(fù)材料，雖然能夠提高機(jī)械性能，但是納米羥基磷灰石脆性大、易團(tuán)聚，尤其是抗疲勞能力較差，應(yīng)用受到限制。研究發(fā)現(xiàn)，電剌激能夠加快組織損傷后的愈合進(jìn)程，例如岳海嶺等人研究發(fā)現(xiàn)，微電流剌激下，表皮細(xì)胞的DNA合成活躍，細(xì)胞分裂增多；趙利平研究發(fā)現(xiàn)微電流剌激能夠提高山羊骨痂中的鈣含量，加快骨折愈合；黃海洋研究發(fā)現(xiàn)微電流剌激能誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞分裂增殖，促進(jìn)毛細(xì)血管趨向性增長和膠原合成。因此，發(fā)展既具有電信號傳導(dǎo)能力、又有一定機(jī)械強(qiáng)度的組織修復(fù)材料成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開了多種具有電活性的聚合物，通過對這些具有電活性的聚合物制備的修復(fù)材料施加適當(dāng)?shù)碾娦盘枺軌蚩刂平M織細(xì)胞的生長和繁殖，加快組織修復(fù)速度。如美國爵士大學(xué)的危巖教授用心肌成肌細(xì)胞和膀胱嗜鉻腫瘤細(xì)胞證明，聚苯胺及其衍生物作為生物相容性的基質(zhì)材料，能夠使細(xì)胞在其上粘附、生長和分化；KotwalA研究發(fā)現(xiàn)，有電信號剌激時，聚吡咯能夠加強(qiáng)神經(jīng)生長因子對PC12細(xì)胞的分化作用的影響；賈駿等人發(fā)現(xiàn)微弱陽極電剌激能夠促進(jìn)聚吡咯涂層表面成骨細(xì)胞的早期粘附，提高細(xì)胞粘附數(shù)量，對細(xì)胞增殖也有明顯的促進(jìn)作用。但是，常用的聚苯胺、聚吡啶等導(dǎo)電型高分子存在生物相容性差、不可降解、溶解性差等缺點(diǎn)。因此，對具有電活性的聚合物進(jìn)行改性使其更利于應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。中國專利文獻(xiàn)ZL200610016950.9公開了一種苯胺齊聚物與脂肪族聚酯的嵌段共聚物及其制備方法，所述嵌段共聚物具有較強(qiáng)的電活性，在水或低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中具有優(yōu)良的溶解性，引入的苯胺低聚體雖然不能生物降解，但由于其共軛結(jié)構(gòu)較短，能夠通過腎臟排出體外。但是，所述嵌段共聚物機(jī)械性能較差，應(yīng)用于硬組織的修復(fù)時受到限制。因此，本發(fā)明人考慮，可以在普通高分子聚合物材料和無機(jī)材料的基礎(chǔ)上引入具有電活性的嵌段共聚物，使所制備的材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、電活性和生物相容性。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料及其制備方法，使所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料既具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和生物相容性，能夠用于各種組織的修復(fù)，又具有電活性，能夠加快組織修復(fù)速度。本發(fā)明公開了一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規(guī)組織修復(fù)材料；嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規(guī)組織修復(fù)材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯。優(yōu)選的，所述嵌段共聚物在所述納米復(fù)合材料中按重量比為0.1%_10%。優(yōu)選的，所述嵌段共聚物為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環(huán)酯的嵌段共聚物。優(yōu)選的，所述納米羥基磷灰石為低聚物接枝的納米羥基磷灰石。優(yōu)選的，所述納米羥基磷灰石在所述納米復(fù)合材料中按重量百分比為10%-20%。本發(fā)明還公開了一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料的制備方法，包括a)將常規(guī)組織修復(fù)材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質(zhì)材料；所述常規(guī)組織修復(fù)材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到步驟a)得到的基質(zhì)材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑，得到納米復(fù)合材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物。優(yōu)選的，所述嵌段共聚物按常規(guī)組織修復(fù)材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為0.1%_10%。優(yōu)選的，所述納米羥基磷灰石按常規(guī)組織修復(fù)材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為10%_20%。本發(fā)明還公開了一種復(fù)合膜材料，由上述技術(shù)方案所述的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備。本發(fā)明還公開了一種組織工程支架材料，由上述技術(shù)方案所述的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石與常規(guī)組織修復(fù)材料(如PLA、PCL、PLGA)混合制備基質(zhì)材料，然后在基質(zhì)材料中引入脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物，最后得到用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料。本發(fā)明所使用的常規(guī)組織修復(fù)材料與納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石結(jié)合能夠提高納米復(fù)合材料的力學(xué)性能，增加組織細(xì)胞的活性，減輕常規(guī)組織修復(fù)材料引起的炎性反應(yīng)；本發(fā)明所引入的嵌段共聚物使所述納米復(fù)合材料具有良好的電活性，能夠加快組織修復(fù)速度；因此，本發(fā)明所制備的納米復(fù)合修復(fù)材料在具備無毒性、良好的生物降解性的同時，具備了足夠的機(jī)械強(qiáng)度、良好的電活性和生物相容性。實(shí)驗(yàn)表明，通過對本發(fā)明提供的方法制備的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、無細(xì)胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同組織生長的結(jié)構(gòu)，同時，通過對用本發(fā)明公開的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備的組織工程支架進(jìn)行相應(yīng)電信號剌激，能夠提高細(xì)胞或組織的粘附性和增殖能力，上調(diào)骨活性相關(guān)基因的表達(dá)水平，提高骨修復(fù)的能力。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料的循環(huán)伏安曲線圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備的復(fù)合膜材料的表面形貌；圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的以用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料為原料、用超臨界(A發(fā)泡法制備的組織工程支架材料的表面形貌；圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的以用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料為原料、通過熔體模壓/顆粒浸出法制備的組織工程支架材料的表面形貌；圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的以用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料為原料、通過冷凍干燥法制備的組織工程支架材料的表面形貌。具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料，其特征在于，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規(guī)組織修復(fù)材料；嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規(guī)組織修復(fù)材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯。按照本發(fā)明，所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料包括脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有電活性，能夠在電信號的剌激下促進(jìn)細(xì)胞增殖，加快組織修復(fù)的速度。所述嵌段共聚物在水和氯仿、四氫呋喃等低沸點(diǎn)溶劑中溶解度較高，而引入的苯胺低聚體雖然不可生物降解，但由于其共軛結(jié)構(gòu)較短，能夠通過腎臟排出體外。因此，嵌段共聚物使得所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有良好的電活性。按照本發(fā)明，所述嵌段共聚物優(yōu)選為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環(huán)酯的嵌段共聚物，優(yōu)選為三嵌段或多嵌段。按照本發(fā)明，所述嵌段共聚物按所述納米復(fù)合材料的重量百分比優(yōu)選為0.1%_20%，更優(yōu)選為0.1%_15%，最優(yōu)選為0.1%-10%。按照本發(fā)明，所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料包括納米羥基磷灰石。人體骨骼的50%是由無機(jī)羥基磷灰石組成的，但是由于羥基磷灰石具有脆性大、抗疲勞能力差等缺點(diǎn)，本發(fā)明使用分散性較好、力學(xué)性能較好的納米羥基磷灰石。所述納米羥基磷灰石能夠增加組織活性，減輕植入材料引起的炎性反應(yīng)。按照本發(fā)明，所述納米羥基磷灰石包括低聚物接枝的納米羥基磷灰石，本發(fā)明對所述接枝的低聚物沒有特殊限制，優(yōu)選為低聚乳酸。所述低聚物接枝的納米羥基磷灰石的接枝率優(yōu)選為1%_20%，更優(yōu)選為5%_20%，最優(yōu)選為8%-20%。所述納米羥基磷灰石按所述納米復(fù)合材料的重量百分比優(yōu)選為10%-30%，更優(yōu)選為10%_20%，最優(yōu)選為15%-20%。按照本發(fā)明，所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料包括常規(guī)組織修復(fù)材料。所述常規(guī)組織修復(fù)材料包括但不限于聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯。所述常規(guī)組織修復(fù)材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，能夠用于硬組織的修復(fù)，如作為骨組織工程支架材料。所述常規(guī)組織修復(fù)材料按所述納米復(fù)合材料的重量百分比優(yōu)選為50%_89.9%，更優(yōu)選為65%-89.9%，最優(yōu)選為70%-89.9%。由此可見，本發(fā)明提供的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料在具備無毒性、良好的生物降解性的同時，具備了足夠的機(jī)械強(qiáng)度、良好的電活性和生物相容性。實(shí)驗(yàn)表明，通過對本發(fā)明提供的方法制備的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、無細(xì)胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同組織生長的結(jié)構(gòu)，同時，通過對用本發(fā)明公開的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備的組織工程支架進(jìn)行相應(yīng)電信號剌激，能夠提高細(xì)胞或組織的粘附性和增殖能力，上調(diào)骨活性相關(guān)基因的表達(dá)水平，提高骨修復(fù)的能力。本發(fā)明還公開了一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料的制備方法，包括a)將常規(guī)組織修復(fù)材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質(zhì)材料；所述常規(guī)組織修復(fù)材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到步驟a)得到的基質(zhì)材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑，得到納米復(fù)合材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物。按照本發(fā)明，首先以常規(guī)修復(fù)組織材料和納米羥基磷灰石為原料，將原料溶解在溶劑中，充分?jǐn)嚢?，制備基質(zhì)材料。所述溶劑優(yōu)選為三氯甲烷。所述常規(guī)組織修復(fù)材料包括但不限于聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯。按照本發(fā)明，所述納米羥基磷灰石優(yōu)選為低聚物接枝的納米羥基磷灰石，本發(fā)明對所述接枝的低聚物沒有特殊限制，優(yōu)選為低聚乳酸；所述低聚物接枝的納米羥基磷灰石的接枝率優(yōu)選為1%_20%，更優(yōu)選為5%_20%，最優(yōu)選為8%-20%。按照本發(fā)明，所述常規(guī)組織修復(fù)材料和納米羥基磷灰石混合得到的基質(zhì)材料能夠增加組織活性，減輕炎癥反應(yīng)，同時，納米羥基磷灰石與有機(jī)材料結(jié)合能夠提高力學(xué)性能。按照本發(fā)明，所述常規(guī)組織修復(fù)材料按所述常規(guī)組織修復(fù)材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比優(yōu)選為50%-89.9%，更優(yōu)選為65%-89.9%，最優(yōu)選為70%-89.9%;所述納米羥基磷灰石按常規(guī)組織修復(fù)材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比優(yōu)選為10%_20%，更優(yōu)選為15%-20%。為了制備得到性能良好的納米復(fù)合材料，本發(fā)明優(yōu)選包括預(yù)先將常規(guī)修復(fù)組織材料和納米羥基磷灰石使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行干燥，然后將常規(guī)修復(fù)組織材料在室溫下溶解在溶劑中，攪拌至完全溶解后，加入預(yù)先干燥的納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石，攪拌至分散均勻，得到基質(zhì)材料。本發(fā)明對攪拌方法沒有特殊限制，優(yōu)選為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的攪拌方法。按照本發(fā)明，得到基質(zhì)材料后，在所述基質(zhì)材料上引入嵌段共聚物。按照本發(fā)明，將嵌段共聚物溶解在溶劑中，然后加入到基質(zhì)材料中，使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法將嵌段共聚物和基質(zhì)材料混合均勻，然后沉降、去除溶劑，得到納米復(fù)合材料。本發(fā)明優(yōu)選將嵌段共聚物和基質(zhì)材料的混合液進(jìn)行磁力攪拌和超聲振蕩，使之充分混合均勻。本發(fā)明優(yōu)選將混合均勻的溶液在無水乙醇中沉降，得到固體復(fù)合材料，然后置于通風(fēng)櫥中使溶劑揮發(fā)，最后用真空泵抽提，去除殘留的溶劑，得到用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料(PAP/op-HA/PLGA)。按照本發(fā)明，所述嵌段共聚物具有電活性，能夠在電信號的剌激下促進(jìn)細(xì)胞增殖，加快組織修復(fù)的速度。所述嵌段共聚物在水和氯仿、四氫呋喃等低沸點(diǎn)溶劑中溶解度較高。而引入的苯胺低聚體雖然不可生物降解，但由于其共軛結(jié)構(gòu)較短，能夠通過腎臟排出體外。因此，嵌段共聚物使得所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有良好的電活性。按照本發(fā)明，所述嵌段共聚物優(yōu)選為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環(huán)酯的嵌段共聚物，優(yōu)選為三嵌段或多嵌段。按照本發(fā)明，所述嵌段共聚物按所述常規(guī)組織修復(fù)材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比優(yōu)選為0.1%_20%，更優(yōu)選為0.1%_15%，最優(yōu)選為0.1%-10%。本發(fā)明對嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規(guī)組織修復(fù)材料的來源沒有特殊限制，優(yōu)選為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制得或從市場上購得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將納米羥基磷灰石與常規(guī)組織修復(fù)材料(如PLA、PCL、PLGA)混合制備基質(zhì)材料，然后在基質(zhì)材料中引入脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物，最后得到用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料。本發(fā)明所使用的常規(guī)組織修復(fù)材料與納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石結(jié)合能夠提高納米復(fù)合材料的力學(xué)性能，增加組織細(xì)胞的活性，減輕常規(guī)組織修復(fù)材料引起的炎性反應(yīng)；本發(fā)明所引入的嵌段共聚物使所述納米復(fù)合修復(fù)材料具有良好的電活性，能夠加快組織修復(fù)速度；因此，本發(fā)明所制備的納米復(fù)合修復(fù)材料既具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，又具有良好的電活性和生物活性。實(shí)驗(yàn)表明，通過對本發(fā)明提供的方法制備的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、無細(xì)胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同組織生長的結(jié)構(gòu)，同時，通過對用本發(fā)明公開的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備的組織工程支架進(jìn)行相應(yīng)電信號剌激，能夠提高細(xì)胞或組織的粘附性和增殖能力，上調(diào)骨活性相關(guān)基因的表達(dá)水平，提高骨修復(fù)的能力。本發(fā)明還公開了一種復(fù)合膜材料，由上述技術(shù)方案所述的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備。本發(fā)明對復(fù)合膜材料的制備方法沒有特殊限制，優(yōu)選為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法，包括但不限于以下方法將用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料溶于氯仿，制成氯仿溶液，將氯仿溶液鋪于硅化的蓋玻片上，真空干燥后得到復(fù)合膜。本發(fā)明還公開了一種組織工程支架材料，由上述技術(shù)方案所述的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備。本發(fā)明對組織工程支架材料的制備方法沒有特殊限制，可以為超臨界C02發(fā)泡法、熔體模壓/顆粒浸出法、冷凍干燥法、靜電紡絲法、成型法、化學(xué)發(fā)泡法、纖維粘結(jié)法或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他方法。按照本發(fā)明，采用超臨界C02發(fā)泡法制備組織工程支架材料優(yōu)選包括以下步驟將用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料溶于氯仿，制成氯仿溶液，將氯仿溶液鋪于玻璃皿中干燥后，得到膜；將所述膜放入反應(yīng)釜中，使用超臨界流體泵泵入C02氣體，發(fā)泡條件7為C02浸潤壓力為20MPa，溫度8(TC，浸潤時間為1小時，放氣時間為30秒，得到組織工程支架材料。按照本發(fā)明，采用熔體模壓/顆粒浸出法制備組織工程支架材料優(yōu)選包括以下步驟將用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料與氯化鈉顆粒投入本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的密煉機(jī)中攪拌均勻，制成材料和鹽顆粒的復(fù)合物，將復(fù)合物采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法模壓成薄板；采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法去除薄板中的鹽顆粒，將材料干燥、消毒后，得到組織工程支架材料。按照本發(fā)明，采用冷凍干燥法制備組織工程支架材料優(yōu)選包括以下步驟將用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料與1，4-二氧六環(huán)放入錐形瓶中，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法攪拌均勻后，在4t:的條件下真空干燥，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法去除溶劑后得到組織工程支架材料。為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料及其制備方法進(jìn)行描述。實(shí)施例1將85.9mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入14mg納米羥基磷灰石，充分?jǐn)嚢?，得到基質(zhì)溶液；將0.lmg脂肪族聚酯與苯胺低聚體的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基質(zhì)溶液中，進(jìn)行磁力攪拌、超聲振蕩，在無水乙醇中沉降，得到固體復(fù)合材料；然后置于通風(fēng)櫥中使溶劑蒸發(fā)，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比為0.1%。實(shí)施例2將85mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入14mg納米羥基磷灰石，充分?jǐn)嚢瑁玫交|(zhì)溶液；將lmg脂肪族聚酯與苯胺低聚體的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基質(zhì)溶液中，進(jìn)行磁力攪拌、超聲振蕩，在無水乙醇中沉降，得到固體復(fù)合材料；然后置于通風(fēng)櫥中使溶劑蒸發(fā)，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比為1%。實(shí)施例3將75mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入15mg納米羥基磷灰石，充分?jǐn)嚢?，得到基質(zhì)溶液；將lOmg脂肪族聚酯與苯胺低聚體的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基質(zhì)溶液中，進(jìn)行磁力攪拌、超聲振蕩，在無水乙醇中沉降，得到固體復(fù)合材料；然后置于通風(fēng)櫥中使溶劑蒸發(fā)，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比為10%。實(shí)施例4將85mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入15mg納米羥基磷灰石，充分?jǐn)嚢瑁玫交|(zhì)溶液；然后在無水乙醇中沉降，得到固體復(fù)合材料；然后置于通風(fēng)櫥中使溶劑蒸發(fā)，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到未引入嵌段聚合物的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料(叩-HA/PLGA)。實(shí)施例5取實(shí)施例1制備的PAP/op-HA/PLGA，使用CHI-630電化學(xué)分析儀分析進(jìn)行分析，設(shè)置分析儀的操作參數(shù)如下掃描速率為100mV/s，起始電位為-0.1V，終止電位為+1.0V，將所述PAP/op-HA/PLGA涂在薄的ITO玻璃表面作為工作電極^8/^8+為參比電極；啟動儀器，獲得如圖1所示的循環(huán)伏安曲線圖。所述PAP/op-HA/PLGA中AP嵌段上有5個苯環(huán)時，為還原態(tài)(LM)。在電壓從-O.IV逐漸增加的過程中，AP嵌段中的一個苯環(huán)被氧化成醌環(huán)，即具有四個苯環(huán)和一個醌環(huán)時，PAP/op-HA/PLGA呈中間氧化態(tài)(EM);隨著電壓的增加，AP嵌段中的第二個苯環(huán)被氧化成醌環(huán)，PAP/op-HA/PLGA呈高氧化態(tài)(PN)，即AP嵌段有三個苯環(huán)兩個醌環(huán)。當(dāng)電壓從+0.IV逐漸減少時，高氧化態(tài)的PAP/op-HA/PLGA還原成為中間氧化態(tài)，再從中間氧化態(tài)還原成為還原態(tài)。在線性電壓的作用下，這三種氧化態(tài)可以重復(fù)的相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化關(guān)系表現(xiàn)在循環(huán)伏安譜圖中，如圖l所示的循環(huán)伏安曲線圖。圖中第一對氧化還原峰對應(yīng)的是PAP/op-HA/PLGA的LM和EM的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，其氧化還原電位是0.34V;第二對氧化還原峰對應(yīng)的是PAP/op-HA/PLGA的EM和PN的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，對應(yīng)的氧化還原電位是0.63V。這三種氧化還原狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)化證明PAP/op-HA/PLGA作為電極是可逆的，證明PAP/op-HA/PLGA具有良好的電活性。實(shí)施例6取實(shí)施例3制備的PAP/op-HA/PLGA，使用與實(shí)施例5相同的儀器、試劑和操作步驟對所述PAP/op-HA/PLGA進(jìn)行分析，得到的循環(huán)伏安曲線圖中，第一對氧化還原峰對應(yīng)的是PAP/op-HA/PLGA的LM和EM的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，其氧化還原電位是0.34V;第二對氧化還原峰對應(yīng)的是PAP/op-HA/PLGA的EM和PN的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，對應(yīng)的氧化還原電位是0.63V，證明PAP/op-HA/PLGA具有良好的電活性。實(shí)施例7將實(shí)施例2制備的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液；然后將氯仿溶液鋪于2.4cm*2.4cm的硅化的方形蓋玻片，真空干燥48小時，得到復(fù)合材料膜；將所述復(fù)合材料膜表面噴金，用場發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表面形貌分析，參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備的復(fù)合膜材料的表面形貌。實(shí)施例8將實(shí)施例2制備的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液；然后將氯仿溶液鋪于玻璃平皿中，干燥，采用超臨界C02發(fā)泡法制備組織工程支架材料，發(fā)泡條件如下C02浸潤壓力為20MPa，溫度為8(TC，浸潤時間1小時，放氣時間30s;將所述組織工程支架材料表面噴金，用場發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表面形貌分析，參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的以用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料為原料、用超臨界C02發(fā)泡法制備的組織工程支架材料的表面形貌。由圖可知，超臨界C02發(fā)泡后的材料表面有無數(shù)微孔，孔徑范圍在十幾納米到幾十微米之間，實(shí)性結(jié)構(gòu)基本不存在，說明所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有可加工性，能夠加工成利于不同組織生長的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例9將實(shí)施例2制備的PAP/op-HA/PLGA剪切成lcm*lcm的小塊，加入氯化鈉顆粒作為致孔劑，在160°C的條件下、60rmp的密煉機(jī)中攪拌5分鐘，制成PAP/op-HA/PLGA和氯化鈉的復(fù)合物；將所述復(fù)合物放入100mm*20mm*3mm的板型模具中，模壓5分鐘，得到3mm后的薄板；將薄板放入三蒸水中，在37t:的孵箱中浸泡1周，以徹底去除氯化鈉；將除去氯化鈉的薄板干燥、消毒后，得到不同孔隙率的支架材料，采用環(huán)氧乙烷對所述支架材料滅菌；將所述支架材料表面噴金，用場發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表面形貌分析，參見圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的以用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料為原料、通過熔體模壓/顆粒浸出法制備的組織工程支架材料的表面形貌；由圖可知，熔體模壓/顆粒浸出法制備的組織工程支架材料表面空隙分布均勻，孔與孔間相連通，說明所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有可加工性，能夠加工成利于不同組織生長的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例10將實(shí)施例2制備的PAP/op-HA/PLGA與1，4_二氧六環(huán)按lg:10ml的比例放入錐形瓶中，超聲振蕩3小時，磁力攪拌均勻，在fC的條件下冷凍24小時，4t:條件下真空干燥至溶劑完全抽干，得到組織工程支架材料；將所述支架材料表面噴金，用場發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表面形貌分析，見圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的以用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料為原料、通過冷凍干燥法制備的組織工程支架材料的表面形貌。由圖可知，冷凍干燥法制備的組織工程支架材料表面空隙分布均勻，孔與孔間相連通，說明所述用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料具有可加工性，能夠加工成利于不同組織生長的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例11依據(jù)GB/T1014-1992，使用Instron1121電子式萬能試驗(yàn)機(jī)分別對嵌段共聚物含量為0.lwt^、lwt^和10%wt的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料進(jìn)行壓縮強(qiáng)度的測試。分別將實(shí)施例2和實(shí)施例3制備的材料放入試驗(yàn)機(jī)的壓縮頭之間，進(jìn)行抗壓測試直至所述材料變形，壓縮機(jī)的加載速度為5mm/min，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示表1本發(fā)明實(shí)施例制備的納米復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例12對PAP/op-HA/PLGA進(jìn)行生物相容性評價(1)實(shí)驗(yàn)過程如下將實(shí)施例1制備的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液，將溶液鋪于玻璃平皿中，真空干燥48小時，制成2mm的薄膜；用蒸餾水沖洗薄膜，干燥后，用紫外線對所述薄膜兩面各消毒30分鐘；參照醫(yī)用植入材料生物學(xué)評價國家標(biāo)準(zhǔn)鐘的方法制備材料浸提液，材料表面積(cm2)與浸提液體積比(mL)為3:1，在37。C水浴箱中用無血清DMEM/F12培養(yǎng)液浸泡48小時，制成材料浸提液，然后用無菌濾頭過濾滅菌，置于4t:的條件下備用；以所述材料浸提液為實(shí)驗(yàn)組，苯酚稀釋液和生理鹽水分別為陽性對照組和陰性對照組評價PAP/op-HA/PLGA的生物相容性，實(shí)驗(yàn)步驟如下將浸提液用含血清的培養(yǎng)液稀釋，按浸提液與培養(yǎng)液的體積比為1:l，l:2，i:4，i:8，i:ie和i:32分別稀釋成6個濃度，每個濃度組設(shè)6個平行樣；使用孔板作為培養(yǎng)基，每個孔內(nèi)倒入200i！L液體；將第四代兔成骨細(xì)胞胰酶消化、洗滌后，按5*103個細(xì)胞/孔接種于上述液體中，然后將孔板在37°〇、5%的C02、200iiL二甲基亞砜的培養(yǎng)箱中放置30分鐘。用全自動酶標(biāo)儀測量490nm時的吸光度(A)值，6個平行樣取平均值作為該樣本的吸光度值；分別對陽性對照組和陰性對照組進(jìn)行上述操作。(2)評價標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下以細(xì)胞毒性分級為生物相容性的評價標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)相對生長率(RGR)值進(jìn)行細(xì)胞毒性分級，分級標(biāo)準(zhǔn)見表2。表2細(xì)胞毒性分級標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞毒性分級細(xì)胞相對增殖率(°/)0>100I75-99II50-74III25-49IV1-24V<1其中，材料浸提液組的細(xì)胞相對增殖率=(材料浸提液組A490/陰性對照組A490)*100%陽性對照組的細(xì)胞相對增殖率=(陽性對照組A490/陰性對照組A490)*100%。結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)胞毒性分級為0級和i級認(rèn)為無細(xì)胞毒性；11級為輕度細(xì)胞毒性；iii級和iv級為中度細(xì)胞毒性；v級為明顯細(xì)胞毒性。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下陽性對照組稀釋濃度為i:i、i:2禾pi:4時，細(xì)胞毒性級為iv級，稀釋濃度為其他比例時，細(xì)胞毒性級為iii級；材料浸提液組為各個稀釋濃度時，細(xì)胞相對增值率值均在75%-99%之間，細(xì)胞毒性級別為i級，按照上述判定標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為材料浸提組為各個稀釋濃度時均無細(xì)胞毒性。因此，本發(fā)明提供的PAP/op-HA/PLGA具有良好的生物相容性。實(shí)施例1311用RT-PCR法檢測本發(fā)明提供的PAP/op-HA/PLGA對兔成骨細(xì)胞成骨能力的影響。(l)實(shí)驗(yàn)過程如下實(shí)驗(yàn)分為無膜(Glass)無電剌激組、op-HA/PLGA無電剌激組、PAP/op-HA/PLGA無電剌激組、無膜(Glass)加電剌激組、op-HA/PLGA加電剌激組和PAP/op-HA/PLGA加電剌激組；分別將涂有實(shí)施例3制備的op-HA/PLGA的方形蓋玻片、涂有實(shí)施例1制備的PAP/op-HA/PLGA的方形蓋玻片和未涂材料的方形蓋玻片放入6孔培養(yǎng)板中，紫外線照射40分鐘滅菌；然后分別在op-HA/PLGA和PAP/op-HA/PLGA上接種兔成骨細(xì)胞，未涂材料的方形蓋玻片上也接種兔成骨細(xì)胞，密度為5*104個細(xì)胞/孔，在37°C、5%的C02的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；分別提取細(xì)胞中的RNA，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄在RCR儀中42。C時反應(yīng)1小時，然后升溫至7(TC反應(yīng)10分鐘，將得到的產(chǎn)物在-2(TC的條件下保存；用熒光實(shí)時定量PCR儀對所述產(chǎn)物進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)，反應(yīng)條件如下預(yù)變性溫度為95°C，反應(yīng)2分鐘；解鏈溫度為95°C，反應(yīng)10秒；退火溫度為54°C，反應(yīng)20秒；延伸溫度為72"，反應(yīng)10秒；每個樣品設(shè)三個平行樣，取平均值。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PAP/op-HA/PLGA無電剌激組骨形態(tài)蛋白_2基因表達(dá)水平分別高于Glass無電剌激組和op-HA/PLGA無電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組骨形態(tài)蛋白_2基因表達(dá)水平分別高于Glass加電剌激組和op-HA/PLGA加電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組骨形態(tài)蛋白_2基因表達(dá)水平高于PAP/op-HA/PLGA無電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PAP/op-HA/PLGA無電剌激組、Glass無電剌激組和op-HA/PLGA無電剌激組無明顯差異；PAP/op-HA/PLGA加電剌激組和op-HA/PLGA加電剌激組的膠原蛋白-I基因表達(dá)水平明顯高于Glass加電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組膠原蛋白-I基因表達(dá)水平高于PAP/op-HA/PLGA無電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PAP/op-HA/PLGA無電剌激組骨連接蛋白基因表達(dá)水平分別高于Glass無電剌激組和op-HA/PLGA無電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組和op-HA/PLGA加電剌激組的骨連接蛋白基因表達(dá)水平明顯高于Glass加電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組骨連接蛋白基因表達(dá)水平高于PAP/op-HA/PLGA無電剌激組，結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05;由此可知，PAP/op-HA/PLGA能夠提高細(xì)胞粘附的能力、促進(jìn)細(xì)胞增殖，上調(diào)骨形態(tài)蛋白_2、膠原蛋白-I和骨連接蛋白的基因表達(dá)水平，尤其是在接受電信號剌激后，上述作用更加明顯。以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料，其特征在于，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規(guī)組織修復(fù)材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規(guī)組織修復(fù)材料為聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于，所述嵌段共聚物在所述納米復(fù)合材料中按重量比為0.1%-10%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料，其特征在于，所述嵌段共聚物為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環(huán)酯的嵌段共聚物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于，所述納米羥基磷灰石為低聚物接枝的納米羥基磷灰石。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的材料，其特征在于，所述納米羥基磷灰石在所述納米復(fù)合材料中按重量百分比為10%-20%。6.—種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括a)將常規(guī)組織修復(fù)材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質(zhì)材料；所述常規(guī)組織修復(fù)材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到步驟a)得到的基質(zhì)材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑，得到納米復(fù)合材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述嵌段共聚物按常規(guī)組織修復(fù)材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為0.1%-10%。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述納米羥基磷灰石按常規(guī)組織修復(fù)材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為10%_20%。9.一種復(fù)合膜材料，其特征在于，由權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備。10.—種組織工程支架材料，其特征在于，由權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料制備。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規(guī)組織修復(fù)材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規(guī)組織修復(fù)材料為聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內(nèi)酯。本發(fā)明還公開了一種用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料的制備方法，包括a)將常規(guī)組織修復(fù)材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質(zhì)材料；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到所述基質(zhì)材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑。本發(fā)明所制備的用于組織修復(fù)的納米復(fù)合材料在具備無毒性、生物降解性、可加工性的同時，具備了足夠的機(jī)械強(qiáng)度、良好的電活性和生物相容性。文檔編號A61L27/44GK101716381SQ20091026539公開日2010年6月2日申請日期2009年12月30日優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日發(fā)明者于婷,崔巍巍,崔立國,莊秀麗,徐洋,王宇,王宗良,章培標(biāo),鄔海濤,陳學(xué)思申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所