[发明专利]一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架及其制备方法

说明书

本发明涉及一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架及其制备方法，制备方法包括：通过多巴胺在碱性溶液中发生自聚合反应以生成聚多巴胺包裹的方钠石型甲基咪唑锌纳米颗粒，然后通过二水氯化钙溶液以及磷酸氢二铵溶液在聚多巴胺包裹的方钠石型甲基咪唑锌纳米颗粒的表面上原位生长得到羟基磷灰石纳米颗粒，再将左旋聚乳酸粉末与羟基磷灰石纳米颗粒通过液相混合、固液分离经干燥研磨得到左旋聚乳酸‑羟基磷灰石复合粉末，最后进行激光烧结以制得左旋聚乳酸羟基磷灰石支架。本发明提出的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架，可缓控锌离子的释放，进而改善PLLA/ZIF‑8支架的生物学行为。

技术领域

本发明涉及化合物制备技术领域，特别涉及一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架及其制备方法。

背景技术

近年来，左旋聚乳酸(PLLA)是一种具有代表性的可降解聚合物。因其原材料来源广泛，降解产物无毒性以及良好的生物相容性等优点，在骨修复领域得到了广泛的关注。与此同时，PLLA也是首批美国食品与药品监督管理局(FDA)所批准的可降解医用材料。然而，PLLA本身存在力学强度不足，降解速率慢以及细胞活性低等问题，在很大程度上限制了其在骨修复领域的进一步应用。

方钠石型甲基咪唑锌(ZIF-8)是一种典型的金属有机框架材料，其组分兼备金属与高分子材料的特性，具有良好的化学稳定性以及较高的刚度。目前有报道将ZIF-8纳米颗粒引入聚合物基体，将ZIF-8纳米颗粒作为增强相，利用ZIF-8纳米颗粒与聚合物基体间的界面存在良好的亲和力的特性，以提高聚合物材料的力学性能。与此同时，ZIF-8是一种具有pH响应性的可降解材料，它在体液内的降解速率随着环境中pH的下降而增加。因此，将ZIF-8纳米颗粒引入到PLLA支架中，一方面可利用纳米颗粒增强效应与基体材料良好的界面结合以共同提高PLLA的力学强度，另一方面可利用其独特的降解属性，结合PLLA降解产物呈酸性的特点，提高PLLA的降解速率。此外，ZIF-8纳米颗粒降解释放的锌离子是人体必需的微量元素，锌离子可参与多种蛋白质的合成过程，有利于细胞生长过程。然而，过多锌离子的释放会抑制细胞的钙离子交换通道，不利于细胞的增殖与分化，并且PLLA/ZIF-8复合支架的生物活性较低。

羟基磷灰石(HA)在组分上与人骨的无机矿化组成相似，与人体硬组织、皮肤以及肌肉组织等都有良好的生物相容性，植入体内后能够与骨组织形成良好的骨键合。因此将HA纳米颗粒掺杂在PLLA/ZIF-8骨支架中，可有效地提高骨支架的力学性能以及生物学性能，促进细胞在骨支架上的增殖与分化，促使骨支架具备矿化能力。

然而，由于HA纳米颗粒具有高的比表面能，在PLLA基体中易发生团聚，难以均匀分散。此外，在掺杂HA纳米颗粒后，PLLA/ZIF-8骨支架在降解过程中仍存在锌离子释放不均匀的问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是为了解决现有技术中，HA纳米颗粒在PLLA基体中易发生团聚，且在掺杂HA纳米颗粒后，PLLA/ZIF-8骨支架在降解过程中仍存在锌离子释放不均匀的问题。

本发明提出一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架，其中，所述左旋聚乳酸羟基磷灰石支架用于：通过多巴胺在碱性溶液中发生自聚合反应以生成聚多巴胺包裹的方钠石型甲基咪唑锌纳米颗粒，然后通过二水氯化钙溶液以及磷酸氢二铵溶液在所述聚多巴胺包裹的方钠石型甲基咪唑锌纳米颗粒的表面上原位生长得到羟基磷灰石纳米颗粒，再将左旋聚乳酸粉末与所述羟基磷灰石纳米颗粒通过液相混合、固液分离经干燥研磨得到左旋聚乳酸-羟基磷灰石复合粉末，将所述左旋聚乳酸-羟基磷灰石复合粉末进行激光烧结以制得所述左旋聚乳酸羟基磷灰石支架。

所述缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架，其中，方钠石型甲基咪唑锌纳米颗粒的尺寸为100～300nm，所述左旋聚乳酸-羟基磷灰石复合粉末的尺寸为40～60nm。

本发明还提出一种缓释锌离子的左旋聚乳酸羟基磷灰石支架的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：