[发明专利]一种促进骨细胞生长的纳米材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米材料，具体涉及一种促进骨细胞生长的纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

临床上由严重创伤、骨感染、缺血性骨坏死、骨肿瘤、导致的骨缺损十分常见，而针对骨缺损的修复一直是困扰临床的难点问题。目前骨缺损的治疗手段主要是利用骨移植或骨替代材料诱导成骨。自体或异体骨移植在临床中最为常用，但骨移植存在来源受限、二次创伤、免疫排斥反应及传染疾病等缺陷。而现有骨替代材料也存在降解性、生物相容性不易、费用偏高等诸多问题。因此设计一种具有良好生物特性的骨修复替代材料是目前骨组织工程中的热点问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以有效促进骨细胞生长的纳米材料及其制备方法和应用。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种促进骨细胞生长的纳米材料的制备方法，所述纳米材料为聚乳酸纤维膜，制备方法是采用静电纺丝技术，以聚乳酸为原料，制备不同形貌的纳米聚旋乳酸纤维膜。

具体包括如下步骤：

（1）以聚乳酸为溶质，将聚旋乳酸与氯仿以不同质量配比，搅拌30min，使聚旋乳酸充分溶解，得到浓度为4%~5%的聚左旋乳酸溶液即聚乳酸电纺丝液；

（2）将聚乳酸电纺丝液注入NF-500静电纺丝机装置中的5ml注射器内，连接直径为1.4mm的19号针头，在温度为25℃、湿度为65%、无风、密闭的静电纺丝机内，将静电纺丝机电源阳极输出端与针头连接，阴极输出端与金属接受屏连接，设置流速为1.5mL/h从针头输出静电纺丝液，调节接收距离为12~15cm，电压18~22kv，接受时间1~2h，用平板金属接受屏收集聚乳酸纤维膜，真空干燥，得到不同微观形貌的纳米聚旋乳酸纤维膜。

进一步优选地，所述聚乳酸的分子量为8-10万。

进一步优选地，所述聚旋乳酸与氯仿的质量配比分别为4~5：95~96。

进一步优选地，所述氯仿为98%纯氯仿，所述搅拌过程使用SNY磁力搅拌机搅拌。

进一步优选地，所述纳米聚旋乳酸纤维膜采用Quanta 2000扫描电子显微镜对其形貌进行表征。

进一步优选地，所述纳米聚旋乳酸纤维膜的形貌表征方法如下：将聚乳酸纤维纤维膜剪成大小为0.5cm*0.5cm，乙醇梯度脱水，CO₂临界点干燥，45 mA电流喷金30 s，加速电压20 kV行扫描电镜，不同倍数放大，选择合适图片拍照；应用电脑自带专业分析软件分析5个图片，每个图片随机选取10~15个纤维测量直径，取均值为纤维膜纤维直径。

上述一种促进骨细胞生长的纳米材料的制备方法制备的纳米材料。

上述一种促进骨细胞生长的纳米材料的制备方法制得的纳米材料在骨缺损的治疗上的应用。

上述一种促进骨细胞生长的纳米材料的制备方法制得的纳米材料在rBMSCs成骨分化上的应用。

本发明的有益效果为：

相比于无微观形貌的材料而言，本发明的纳米材料具备一定纳米微观形貌的聚乳酸纤维膜可以一定程度上影响细胞行为，如促进细胞的铺展、黏附和增殖等。

本发明的纳米材料即不同形貌的纳米聚旋乳酸纤维膜具有促进rBMSCs成骨分化的作用，对骨缺损治疗的材料设计有重要的指导意义，对现代骨组织工程研究具有重大的意义。

附图说明

图1.部分电纺聚左旋乳酸纤维膜实物图；

图2.不同微观形貌参数的电纺聚左旋乳酸纤维膜的微观形貌表征；

图3为在SEM 4000倍物镜视野模式下本发明的聚乳酸纤维膜的表征；

图4为在SEM 500倍物镜视野模式下本发明的聚乳酸纤维膜上的细胞铺展情况；

图5为在SEM 2500倍物镜视野模式下本发明的聚乳酸纤维膜上细胞的铺展情况；

图6为rBMSCs在本发明的不同微观形貌聚乳酸纤维膜上Runx2 mRNA的表达水平；

图7为 rBMSCs在本发明的不同微观形貌聚乳酸纤维膜上ALP的活性变化；

图8为rBMSCs在本发明的不同形貌聚乳酸纤维膜上骨桥蛋白、骨钙素表达水平；

其中，图3中，A部分的纤维直径为357±32nm，B部分的纤维直径为164±13nm，C部分的纤维直径为1311±93nm；

图4中，A部分的纤维直径为357±32nm，B部分的纤维直径为164±13nm， C部分的纤维直径为1311±93nm；