[发明专利]一种用于提高成骨细胞粘附和成骨性能的可降解医用高分子三维材料的制备方法

说明书

本发明提供一种用于提高成骨细胞粘附和成骨性能的可降解医用高分子三维材料的制备方法，该方法包括如下步骤：将可降解医用高分子材料与促进成骨细胞粘附和增殖的活性物复合，制备具有三维结构的薄膜；对三维结构的薄膜进行表面功能化处理；采用具有骨细胞粘附和增殖活性的活性物对表面功能化处理的三维结构的薄膜进行表面改性；将表面改性后的三维结构的薄膜进行洗涤、干燥后得到产品。与现有技术相比，通过上述方法制备的用于提高成骨细胞粘附和成骨性能的可降解医用高分子三维材料能够保持力学性能和结构，通过混合改性和表面修饰方法能够实现体相低浓度持久表达和表面高浓度短时间表达成骨活性物的结合，明显提高成骨细胞的粘附和三维生长。

技术领域

本发明涉及一种可降解医用高分子材料纳米复合材料和仿生改性等技术领域，尤其涉及一种用于提高成骨细胞粘附和成骨性能的可降解医用高分子三维材料的制备方法。

背景技术

在口腔种植和牙周治疗中，为获得最佳的软组织和硬组织的再生效果，引导骨再生（Guided bone regeneration, GBR）和引导组织再生现在已经成为一个标准的方法。引导骨组织再生技术是应用广泛的口腔骨增量术。性能优越的GBR材料是保证GBR 手术成功的基础。因此，对GBR 材料的研究成为口腔组织工程的重要组成部分。GBR 技术主要是将屏障膜放置在骨缺损区，利用膜阻止生长较快的非成骨性细胞如上皮细胞等向缺损内长入，同时在膜下方维持一个空间，允许成骨性细胞优先迁移、生长，使骨再生、修复，最终在缺损区诱导形成新骨。在较大的骨缺损处需要同时充填骨替代材料，起到塑形和防止膜塌陷的作用。研究人员从各方面考虑薄膜的性能，通过几种材料的复合或是对已经制备好的薄膜进行表面改性以及共混其他有利材料来满足屏障膜引导骨再生的要求。它可通过一种主要的高分子材料与其它材料或者几种高分子材料的纳米复合，性能上扬长避短；或在膜基质中添加生物活性材料如生物活性陶瓷，生长因子，活性分子/蛋白，承载抗菌药物，提高骨再生能力和抗感染能力；或改进制作工艺，优化调控薄膜孔隙结构，模拟天然细胞外基质，增强膜表面与细胞的相互作用。

在组织工程中，制备具有三维多孔结构的方法主要包括制备的三维结构材料具有多孔且孔结构互通等特点，利于成骨细胞的粘附和三维生长。静电纺丝制造的组织再生膜具有模拟细胞外基质的纳米纤维支架3D结构，在增强细胞-表面交互作用，诱导新骨形成上更具优势。通过聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）和可溶性蛋壳膜蛋白（Soluble EggshellMembrane Protein , SEP）按照不同比例混合制备出结构类似于ECM和天然蛋壳的电纺膜，PLGA大大改善了SEP的机械性能，体外培养发现SEP/PLGA纳米纤维薄膜可明显提高L-929成纤维细胞粘附和该细胞与纤维基质的交互作用。Geistlich Bio-Gide®可吸收生物膜是由高纯度的天然Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白构成的生物胶原膜。它具有独特的双层结构设计，其致密层可行使有效的屏障功能，对软组织生长能起到导轨作用，胶原成份有促进伤口愈合的作用;疏松多孔层是三维胶原蛋白构成的框架结构，能够促进细胞的长入同时还可起到稳定凝血块的作用。

基于贻贝激发的仿生改性技术（mussel-inspired technology）海洋贻贝通过足丝分泌粘附蛋白，蛋白中含有丰富的L-3，4-二羟基苯丙氨酸（DOPA）具有超强粘附能力，利用与DOPA结构相似的多巴胺模拟贻贝的粘附特性成为仿生学研究的热点。多巴胺特有的粘附特性，能在基质表面沉积聚多巴胺涂层，直接将多种活性分子如蛋白、寡核苷酸、多糖、金属离子、纳米羟基磷灰石等固定到生物大分子上，方法简单、反应条件温和、绿色环保。研究证明GBR膜材料的表面多巴改性不影响细胞凋亡，还明显提高了骨髓间充质干细胞的粘附和成骨分化。