[发明专利]LDI-PCLLA-PEG-PCLLA/羟基磷灰石电纺纤维膜的制法及其产品和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用材料技术领域的方法，具体是一种LDI-PCLLA-PEG-PCLLA/羟基磷灰石电纺纤维膜的制法及其产品和应用。固体部分以聚己内酯聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸（PCLLA-PEG-PCLLA）为软段结构，L-赖氨酸二异氰酸酯（LDI）为硬段结构，体型交联后作为生物支架的主要成分。纳米级羟基磷灰石颗粒作为填充无机材料，通过静电纺丝法来制备这种复合纳米纤维膜。复合后的纤维膜支架起到促骨生长，诱导细胞向成骨细胞分化的作用。

技术背景

组织和器官的缺损修复一直是影响人类健康的重大问题。长期以来，科学家一直在寻求治疗组织缺损的各种方法、手段和材料。再生医学是一门新兴学科，其基本思路是人体内提取一定数量的正常细胞，进行体外增殖扩增；然后将细胞种植到生物材料上，使其粘附、增殖、分化；把细胞和材料的复合物植入体内缺损位置，随着材料逐渐被降解吸收，细胞外基质不断分泌和组织不断形成，重建功能和形态，达到组织或器官缺损修复的目的。采用生物相容性的高分子支架来模仿细胞外基质的微环境将有利于特定细胞的增殖和分化，这对于组织工程修复领域具有重要的研究和应用价值。

在发展进程中，可降解型材料可以被人体完全降解吸收，不需要二次手术取出，因而受到广泛关注，能为组织缺损提供基本的力学和生理功能支持，材料可以通过降解排除体外，缺损可以完全修复。水凝胶材料由交联包含大量的水却不溶解于水的高分子组成，是一类理想的组织修复材料，用来填充组织缺损和微创填充治疗。由亲水的聚乙二醇（PEG）和疏水的可降解聚酯（PCLLA）组成的三嵌段共聚物（PCLA-PEG-PCLA）在预防肠粘连和作为注射性组织工程材料方面具有广泛的用途。由两亲性嵌段聚合物胶束自组装后形成的凝胶，表面富集大量亲水PEG片段，能有效抵抗蛋白和细胞的粘附。但低分子量的PCLA-PEG-PCLA（PCLA1000-PEG2000-PCLA1000）常温下为液态，经冷冻干燥后的组织支架力学性能较差，因此加入交联性的-NCO-官能团物质的交联剂，增加三嵌段聚合物的力学强度。

羟基磷灰石（HAp）分子式为（Ca₂(PO₄)₆(OH)₂）是骨组织中含量较多的一种无机物，它具有良好的生物相容性、可降解性以及促进骨细胞生长的作用。近几年，Hap作为支架填充骨修复材料进行了深入研究，发现材料经Hap混合填充后其力学强度高，可降解，植入后促进骨修复。

静电纺丝技术通过将生物相容性的天然高分子或合成高分子等溶解在特定的溶剂中，通过调整工艺参数，从而可以得到由纳米至微米级纤维所组成的多孔膜或其他生物相容性支架，从而引起广泛的关注。目前，单一组分的电纺纤维膜已有报道，而将PCLA1000-PEG2000-PCLA1000共混改性，并复合Hap粒子通过静电纺丝法制备复合纤维膜尚未见报道。本文通过改性方法制备出LDI-PEG-PCL材料，溶剂共混Hap后，通过静电纺丝方法复合纳米纤维膜，这种复合纤维膜具有优良的生物相容性、可控降解性、促骨生长性能以及杰出的力学性能，是一种应用于骨组织修复工程领域的具有很大的潜力的材料。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种LDI-PCLLA-PEG-PCLLA/羟基磷灰石电纺纤维膜的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供上述方法制备的产品。

本发明的又一目的在于提供产品的应用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种LDI-PCLLA-PEG-PCLLA/羟基磷灰石电纺纤维膜的制备方法，利用静电纺丝技术，其特征在于，以聚己内酯聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸（PCLLA-PEG-PCLLA）为软段、L-赖氨酸二异氰酸酯（LDI）为硬段的体型交联结构作为生物支架，纳米级羟基磷灰石（HAp）颗粒作为填充无机材料，通过静电纺丝工艺制备，包含以下步骤：

（1）交联支架材料的制备

将PCLLA-PEG-PCLLA原料加热至60^oC后并抽真空，在烧瓶中充入惰性干燥的氩气后，加入LDI进行反应，LDI与PCLLA-PEG-PCLLA的质量比为1:5~1:1，使用磁力搅拌，保持反应温度为60^oC过夜反应约48小时；将所得交联后的物质LDI-PEG-PCLLA与六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，磁力搅拌过夜后得到均一的溶液；配成质量浓度9-10%的溶液，室温下搅拌6~12h后得到一个均一的溶液；