[发明专利]羟基磷灰石/聚氨基酸复合粒子及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种羟基磷灰石/聚氨基酸复合粒子及其制备方法。 

背景技术

纳米材料通过表面改性可改善其湿润性、粘结性及表面活性等表面性能。在种类繁多的无机材料中，羟基磷灰石（HA）与骨矿质在组成、尺寸、形态及结晶性上具有相似性，既不会直接刺激免疫系统，又不会引起生理毒性，已成为一种重要的应用于硬组织修复与替代的生物医用材料。然而纯的羟基磷灰石表现出脆性、低力学强度、弱疲劳韧性等特点，限制了它的使用范围；由于极性差异较大，纯的羟基磷灰石纳米粒子在聚合物基体中很容易团聚，HA/聚合物复合材料的力学强度不高。因此，有必要修饰羟基磷灰石粒子的表面，避免HA粒子团聚使之分散均匀，并能增强其界面粘附性，从而获得更高强度的HA/聚合物复合材料。 

改善羟基磷灰石的表面性能可采用有机小分子或聚合物。常见的有机小分子有硅烷偶联剂，参见中国专利03128166.4、十二烷基醇，参见文献：L. Borum-Nicholas, O.C. Wilson Jr. Surface modi?cation of hydroxyapatite. Part I. Dodecyl alcohol. Biomaterials 2003, 24, 3671–3679、缩多酸、异氰酸酯等。应用于修饰HA的聚合物主要有聚乳酸(PLA)，参见中国专利：聚乳酸自修饰羟基磷灰石/聚乳酸复合材料及制备方法. 申请号：03119058.8、聚己内酯(PCL)，参见文献Lee, H. J.; Choi, H. W.; Kim, K. J.; Lee, S. C. Modification of Hydroxyapatite Nanosurfaces for Enhanced Colloidal Stability and Improved Interfacial Adhesion in Nanocomposites. Chem.Mater.2006, 18, 5111-5118、壳聚糖(CS)等。然而，现有的接枝物在组成成分和相容性上与天然成骨组织还存在一些差异，用作骨组织修复及替代材料还存在一些问题。 

聚L-谷氨酸（PLGA）是聚氨基酸的一种，是最值得关注的生物材料之一。它可以模拟细胞外基质（ECM）中蛋白质组分和功能，具有优良的生物相容性，能促进组织修复和细胞生长，无毒副作用，在体内能降解为L-谷氨酸单体。日本学者研究表明，L-谷氨酸具有抑制破骨细胞分解骨组织作用，这一发现可能催生预防和治疗骨质疏松症的新方法。L-谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，并在蛋白质代谢过程中占重要地位。如何在HA表面接枝上聚氨基酸，制备出具有良好生物相容性及生物可降解性的HA/聚氨基酸复合粒子，进而开发出具有模拟成骨组成的组织工程材料具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种羟基磷灰石/聚氨基酸复合粒子。 

本发明的目的之二在于提供该复合粒子的制备方法。 

本发明方法是用硅烷偶联剂来改性羟基磷灰石(HA)，制得表面氨基化的HA-NH₂粒子；HA-NH₂粒子表面的氨基可引发氨基酸在HA表面发生开环聚合，从而在HA表面接枝上聚氨基酸；然后采用三甲基碘硅烷、三甲基氯硅烷或三甲基溴硅烷等具有类似结构的脱保护剂脱去氨基酸上的苄基，得到在HA表面接枝聚氨基酸的复合粒子。在常压下采用新型脱保护剂——三甲基碘硅烷脱去经共价键连接在HA表面上的聚谷氨酸苄酯PBLG中的保护基团，这种新型脱保护剂能有效避免用酸、碱脱保护引起的刻蚀HA，破坏HA与聚合物之间的键接及聚合物断链等问题。该方法的特点在于可通过改变单体与HA-NH₂的比例，实现对壳层聚氨基酸含量的调控。该材料可应用于生物医药和组织工程领域。 

为达到上述目的，本发明采用的机理为： 

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一种羟基磷灰石/聚氨基酸复合粒子，其特征在于该复合粒子是以经过含氨基的硅烷偶联剂改性得到的含氨基的羟基磷灰石为引发剂，引发氨基酸-N-羧酸酐的开环聚合，脱除保护基团从而得到的一种具有核壳结构的复合粒子，其中偶联剂与羟基磷灰石的质量比为：0.221~0.332：1，所述的壳层聚氨基酸的质量占复合粒子质量的7%~48%。

上述的硅烷偶联剂可以为：3-氨丙基三乙氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷。 

上述的氨基酸可以为：谷氨酸、赖氨酸或天冬氨酸。