一種用于組織修復的納米復合材料及其制備方法

專利名稱：：一種用于組織修復的納米復合材料及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及生物醫用納米材料
技術領域：
，尤其涉及一種用于組織修復的納米復合材料及其制備方法。
背景技術：
：人體受到損傷后，常常造成組織的破壞、斷裂和缺損，甚至引起出血和感染。正常情況下，損傷部位的組織可以自然愈合和修復。組織的修復表現為組織的再生，主要是通過細胞的生長、遷移、分化和基質分泌等細胞行為實現的。而這些細胞行為均與包括實現細胞與細胞之間信息傳遞的化學信號、影響細胞內和細胞間信息傳遞的電信號等在內的細胞信號傳導有關。但是，由于損傷部位組織的信號傳導紊亂或中斷，受損傷組織的再生能力下降，受損傷組織很難實現自我修復，此時往往需要醫療干預，如植入組織工程支架、進行植皮修復等，為受損部位提供與人體相當的環境，通過保持或施加適當的細胞信號剌激，加速組織修復。目前，臨床上廣泛使用金屬、陶瓷、普通高分子聚合物等作為生物醫用材料，應用于組織修復、組織工程支架等領域，如不銹鋼、羥基磷灰石、聚乳酸用于骨組織修復；硅膠管、聚乙醇酸用于神經組織修復。普通高分子聚合物作為組織修復材料，雖然能夠滿足無毒性、生物降解性、生物相容性、足夠的機械強度等要求，但是，此類材料，如聚丙交酯(PLA)、聚己內酯(PCL)或聚丙交酯-乙交酯(PLGA)等，和細胞無法相互作用，容易導致組織產生炎性反應。而金屬或陶瓷作為組織修復材料，尤其是納米羥基磷灰石作為骨修復材料，雖然能夠提高機械性能，但是納米羥基磷灰石脆性大、易團聚，尤其是抗疲勞能力較差，應用受到限制。研究發現，電剌激能夠加快組織損傷后的愈合進程，例如岳海嶺等人研究發現，微電流剌激下，表皮細胞的DNA合成活躍，細胞分裂增多；趙利平研究發現微電流剌激能夠提高山羊骨痂中的鈣含量，加快骨折愈合；黃海洋研究發現微電流剌激能誘導軟骨細胞分裂增殖，促進毛細血管趨向性增長和膠原合成。因此，發展既具有電信號傳導能力、又有一定機械強度的組織修復材料成為當前研究熱點。現有技術已經公開了多種具有電活性的聚合物，通過對這些具有電活性的聚合物制備的修復材料施加適當的電信號，能夠控制組織細胞的生長和繁殖，加快組織修復速度。如美國爵士大學的危巖教授用心肌成肌細胞和膀胱嗜鉻腫瘤細胞證明，聚苯胺及其衍生物作為生物相容性的基質材料，能夠使細胞在其上粘附、生長和分化；KotwalA研究發現，有電信號剌激時，聚吡咯能夠加強神經生長因子對PC12細胞的分化作用的影響；賈駿等人發現微弱陽極電剌激能夠促進聚吡咯涂層表面成骨細胞的早期粘附，提高細胞粘附數量，對細胞增殖也有明顯的促進作用。但是，常用的聚苯胺、聚吡啶等導電型高分子存在生物相容性差、不可降解、溶解性差等缺點。因此，對具有電活性的聚合物進行改性使其更利于應用成為研究熱點。中國專利文獻ZL200610016950.9公開了一種苯胺齊聚物與脂肪族聚酯的嵌段共聚物及其制備方法，所述嵌段共聚物具有較強的電活性，在水或低沸點有機溶劑中具有優良的溶解性，引入的苯胺低聚體雖然不能生物降解，但由于其共軛結構較短，能夠通過腎臟排出體外。但是，所述嵌段共聚物機械性能較差，應用于硬組織的修復時受到限制。因此，本發明人考慮，可以在普通高分子聚合物材料和無機材料的基礎上引入具有電活性的嵌段共聚物，使所制備的材料具有良好的機械強度、電活性和生物相容性。
發明內容有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種用于組織修復的納米復合材料及其制備方法，使所述用于組織修復的納米復合材料既具有足夠的機械強度和生物相容性，能夠用于各種組織的修復，又具有電活性，能夠加快組織修復速度。本發明公開了一種用于組織修復的納米復合材料，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規組織修復材料；嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規組織修復材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。優選的，所述嵌段共聚物在所述納米復合材料中按重量比為0.1%_10%。優選的，所述嵌段共聚物為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環酯的嵌段共聚物。優選的，所述納米羥基磷灰石為低聚物接枝的納米羥基磷灰石。優選的，所述納米羥基磷灰石在所述納米復合材料中按重量百分比為10%-20%。本發明還公開了一種用于組織修復的納米復合材料的制備方法，包括a)將常規組織修復材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質材料；所述常規組織修復材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到步驟a)得到的基質材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑，得到納米復合材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物。優選的，所述嵌段共聚物按常規組織修復材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為0.1%_10%。優選的，所述納米羥基磷灰石按常規組織修復材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為10%_20%。本發明還公開了一種復合膜材料，由上述技術方案所述的用于組織修復的納米復合材料制備。本發明還公開了一種組織工程支架材料，由上述技術方案所述的用于組織修復的納米復合材料制備。與現有技術相比，本發明將納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石與常規組織修復材料(如PLA、PCL、PLGA)混合制備基質材料，然后在基質材料中引入脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物，最后得到用于組織修復的納米復合材料。本發明所使用的常規組織修復材料與納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石結合能夠提高納米復合材料的力學性能，增加組織細胞的活性，減輕常規組織修復材料引起的炎性反應；本發明所引入的嵌段共聚物使所述納米復合材料具有良好的電活性，能夠加快組織修復速度；因此，本發明所制備的納米復合修復材料在具備無毒性、良好的生物降解性的同時，具備了足夠的機械強度、良好的電活性和生物相容性。實驗表明，通過對本發明提供的方法制備的用于組織修復的納米復合材料具有良好的機械強度、無細胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同組織生長的結構，同時，通過對用本發明公開的用于組織修復的納米復合材料制備的組織工程支架進行相應電信號剌激，能夠提高細胞或組織的粘附性和增殖能力，上調骨活性相關基因的表達水平，提高骨修復的能力。圖1為本發明實施例公開的一種用于組織修復的納米復合材料的循環伏安曲線圖；圖2為本發明實施例公開的用于組織修復的納米復合材料制備的復合膜材料的表面形貌；圖3為本發明實施例公開的以用于組織修復的納米復合材料為原料、用超臨界(A發泡法制備的組織工程支架材料的表面形貌；圖4為本發明實施例公開的以用于組織修復的納米復合材料為原料、通過熔體模壓/顆粒浸出法制備的組織工程支架材料的表面形貌；圖5為本發明實施例公開的以用于組織修復的納米復合材料為原料、通過冷凍干燥法制備的組織工程支架材料的表面形貌。具體實施例方式本發明公開了一種用于組織修復的納米復合材料，其特征在于，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規組織修復材料；嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規組織修復材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。按照本發明，所述用于組織修復的納米復合材料包括脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有電活性，能夠在電信號的剌激下促進細胞增殖，加快組織修復的速度。所述嵌段共聚物在水和氯仿、四氫呋喃等低沸點溶劑中溶解度較高，而引入的苯胺低聚體雖然不可生物降解，但由于其共軛結構較短，能夠通過腎臟排出體外。因此，嵌段共聚物使得所述用于組織修復的納米復合材料具有良好的電活性。按照本發明，所述嵌段共聚物優選為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環酯的嵌段共聚物，優選為三嵌段或多嵌段。按照本發明，所述嵌段共聚物按所述納米復合材料的重量百分比優選為0.1%_20%，更優選為0.1%_15%，最優選為0.1%-10%。按照本發明，所述用于組織修復的納米復合材料包括納米羥基磷灰石。人體骨骼的50%是由無機羥基磷灰石組成的，但是由于羥基磷灰石具有脆性大、抗疲勞能力差等缺點，本發明使用分散性較好、力學性能較好的納米羥基磷灰石。所述納米羥基磷灰石能夠增加組織活性，減輕植入材料引起的炎性反應。按照本發明，所述納米羥基磷灰石包括低聚物接枝的納米羥基磷灰石，本發明對所述接枝的低聚物沒有特殊限制，優選為低聚乳酸。所述低聚物接枝的納米羥基磷灰石的接枝率優選為1%_20%，更優選為5%_20%，最優選為8%-20%。所述納米羥基磷灰石按所述納米復合材料的重量百分比優選為10%-30%，更優選為10%_20%，最優選為15%-20%。按照本發明，所述用于組織修復的納米復合材料包括常規組織修復材料。所述常規組織修復材料包括但不限于聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。所述常規組織修復材料具有良好的機械強度，能夠用于硬組織的修復，如作為骨組織工程支架材料。所述常規組織修復材料按所述納米復合材料的重量百分比優選為50%_89.9%，更優選為65%-89.9%，最優選為70%-89.9%。由此可見，本發明提供的用于組織修復的納米復合材料在具備無毒性、良好的生物降解性的同時，具備了足夠的機械強度、良好的電活性和生物相容性。實驗表明，通過對本發明提供的方法制備的用于組織修復的納米復合材料具有良好的力學強度、無細胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同組織生長的結構，同時，通過對用本發明公開的用于組織修復的納米復合材料制備的組織工程支架進行相應電信號剌激，能夠提高細胞或組織的粘附性和增殖能力，上調骨活性相關基因的表達水平，提高骨修復的能力。本發明還公開了一種用于組織修復的納米復合材料的制備方法，包括a)將常規組織修復材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質材料；所述常規組織修復材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到步驟a)得到的基質材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑，得到納米復合材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物。按照本發明，首先以常規修復組織材料和納米羥基磷灰石為原料，將原料溶解在溶劑中，充分攪拌，制備基質材料。所述溶劑優選為三氯甲烷。所述常規組織修復材料包括但不限于聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。按照本發明，所述納米羥基磷灰石優選為低聚物接枝的納米羥基磷灰石，本發明對所述接枝的低聚物沒有特殊限制，優選為低聚乳酸；所述低聚物接枝的納米羥基磷灰石的接枝率優選為1%_20%，更優選為5%_20%，最優選為8%-20%。按照本發明，所述常規組織修復材料和納米羥基磷灰石混合得到的基質材料能夠增加組織活性，減輕炎癥反應，同時，納米羥基磷灰石與有機材料結合能夠提高力學性能。按照本發明，所述常規組織修復材料按所述常規組織修復材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比優選為50%-89.9%，更優選為65%-89.9%，最優選為70%-89.9%;所述納米羥基磷灰石按常規組織修復材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比優選為10%_20%，更優選為15%-20%。為了制備得到性能良好的納米復合材料，本發明優選包括預先將常規修復組織材料和納米羥基磷灰石使用本領域技術人員熟知的方法進行干燥，然后將常規修復組織材料在室溫下溶解在溶劑中，攪拌至完全溶解后，加入預先干燥的納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石，攪拌至分散均勻，得到基質材料。本發明對攪拌方法沒有特殊限制，優選為本領域技術人員熟知的攪拌方法。按照本發明，得到基質材料后，在所述基質材料上引入嵌段共聚物。按照本發明，將嵌段共聚物溶解在溶劑中，然后加入到基質材料中，使用本領域技術人員熟知的方法將嵌段共聚物和基質材料混合均勻，然后沉降、去除溶劑，得到納米復合材料。本發明優選將嵌段共聚物和基質材料的混合液進行磁力攪拌和超聲振蕩，使之充分混合均勻。本發明優選將混合均勻的溶液在無水乙醇中沉降，得到固體復合材料，然后置于通風櫥中使溶劑揮發，最后用真空泵抽提，去除殘留的溶劑，得到用于組織修復的納米復合材料(PAP/op-HA/PLGA)。按照本發明，所述嵌段共聚物具有電活性，能夠在電信號的剌激下促進細胞增殖，加快組織修復的速度。所述嵌段共聚物在水和氯仿、四氫呋喃等低沸點溶劑中溶解度較高。而引入的苯胺低聚體雖然不可生物降解，但由于其共軛結構較短，能夠通過腎臟排出體外。因此，嵌段共聚物使得所述用于組織修復的納米復合材料具有良好的電活性。按照本發明，所述嵌段共聚物優選為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環酯的嵌段共聚物，優選為三嵌段或多嵌段。按照本發明，所述嵌段共聚物按所述常規組織修復材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比優選為0.1%_20%，更優選為0.1%_15%，最優選為0.1%-10%。本發明對嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規組織修復材料的來源沒有特殊限制，優選為本領域技術人員熟知的方法制得或從市場上購得。與現有技術相比，本發明將納米羥基磷灰石與常規組織修復材料(如PLA、PCL、PLGA)混合制備基質材料，然后在基質材料中引入脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物，最后得到用于組織修復的納米復合材料。本發明所使用的常規組織修復材料與納米羥基磷灰石或低聚物接枝的納米羥基磷灰石結合能夠提高納米復合材料的力學性能，增加組織細胞的活性，減輕常規組織修復材料引起的炎性反應；本發明所引入的嵌段共聚物使所述納米復合修復材料具有良好的電活性，能夠加快組織修復速度；因此，本發明所制備的納米復合修復材料既具有足夠的機械強度，又具有良好的電活性和生物活性。實驗表明，通過對本發明提供的方法制備的用于組織修復的納米復合材料具有良好的力學強度、無細胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同組織生長的結構，同時，通過對用本發明公開的用于組織修復的納米復合材料制備的組織工程支架進行相應電信號剌激，能夠提高細胞或組織的粘附性和增殖能力，上調骨活性相關基因的表達水平，提高骨修復的能力。本發明還公開了一種復合膜材料，由上述技術方案所述的用于組織修復的納米復合材料制備。本發明對復合膜材料的制備方法沒有特殊限制，優選為本領域技術人員熟知的方法，包括但不限于以下方法將用于組織修復的納米復合材料溶于氯仿，制成氯仿溶液，將氯仿溶液鋪于硅化的蓋玻片上，真空干燥后得到復合膜。本發明還公開了一種組織工程支架材料，由上述技術方案所述的用于組織修復的納米復合材料制備。本發明對組織工程支架材料的制備方法沒有特殊限制，可以為超臨界C02發泡法、熔體模壓/顆粒浸出法、冷凍干燥法、靜電紡絲法、成型法、化學發泡法、纖維粘結法或本領域技術人員熟知的其他方法。按照本發明，采用超臨界C02發泡法制備組織工程支架材料優選包括以下步驟將用于組織修復的納米復合材料溶于氯仿，制成氯仿溶液，將氯仿溶液鋪于玻璃皿中干燥后，得到膜；將所述膜放入反應釜中，使用超臨界流體泵泵入C02氣體，發泡條件7為C02浸潤壓力為20MPa，溫度8(TC，浸潤時間為1小時，放氣時間為30秒，得到組織工程支架材料。按照本發明，采用熔體模壓/顆粒浸出法制備組織工程支架材料優選包括以下步驟將用于組織修復的納米復合材料與氯化鈉顆粒投入本領域技術人員熟知的密煉機中攪拌均勻，制成材料和鹽顆粒的復合物，將復合物采用本領域技術人員熟知的方法模壓成薄板；采用本領域技術人員熟知的方法去除薄板中的鹽顆粒，將材料干燥、消毒后，得到組織工程支架材料。按照本發明，采用冷凍干燥法制備組織工程支架材料優選包括以下步驟將用于組織修復的納米復合材料與1，4-二氧六環放入錐形瓶中，采用本領域技術人員熟知的方法攪拌均勻后，在4t:的條件下真空干燥，采用本領域技術人員熟知的方法去除溶劑后得到組織工程支架材料。為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明提供的用于組織修復的納米復合材料及其制備方法進行描述。實施例1將85.9mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入14mg納米羥基磷灰石，充分攪拌，得到基質溶液；將0.lmg脂肪族聚酯與苯胺低聚體的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基質溶液中，進行磁力攪拌、超聲振蕩，在無水乙醇中沉降，得到固體復合材料；然后置于通風櫥中使溶劑蒸發，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到用于組織修復的納米復合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比為0.1%。實施例2將85mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入14mg納米羥基磷灰石，充分攪拌，得到基質溶液；將lmg脂肪族聚酯與苯胺低聚體的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基質溶液中，進行磁力攪拌、超聲振蕩，在無水乙醇中沉降，得到固體復合材料；然后置于通風櫥中使溶劑蒸發，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到用于組織修復的納米復合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比為1%。實施例3將75mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入15mg納米羥基磷灰石，充分攪拌，得到基質溶液；將lOmg脂肪族聚酯與苯胺低聚體的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基質溶液中，進行磁力攪拌、超聲振蕩，在無水乙醇中沉降，得到固體復合材料；然后置于通風櫥中使溶劑蒸發，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到用于組織修復的納米復合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比為10%。實施例4將85mgPLGA在室溫下溶解于三氯甲烷中，攪拌，充分溶解后緩慢加入15mg納米羥基磷灰石，充分攪拌，得到基質溶液；然后在無水乙醇中沉降，得到固體復合材料；然后置于通風櫥中使溶劑蒸發，用真空泵抽提，去除殘余溶劑，制備得到未引入嵌段聚合物的用于組織修復的納米復合材料(叩-HA/PLGA)。實施例5取實施例1制備的PAP/op-HA/PLGA，使用CHI-630電化學分析儀分析進行分析，設置分析儀的操作參數如下掃描速率為100mV/s，起始電位為-0.1V，終止電位為+1.0V，將所述PAP/op-HA/PLGA涂在薄的ITO玻璃表面作為工作電極^8/^8+為參比電極；啟動儀器，獲得如圖1所示的循環伏安曲線圖。所述PAP/op-HA/PLGA中AP嵌段上有5個苯環時，為還原態(LM)。在電壓從-O.IV逐漸增加的過程中，AP嵌段中的一個苯環被氧化成醌環，即具有四個苯環和一個醌環時，PAP/op-HA/PLGA呈中間氧化態(EM);隨著電壓的增加，AP嵌段中的第二個苯環被氧化成醌環，PAP/op-HA/PLGA呈高氧化態(PN)，即AP嵌段有三個苯環兩個醌環。當電壓從+0.IV逐漸減少時，高氧化態的PAP/op-HA/PLGA還原成為中間氧化態，再從中間氧化態還原成為還原態。在線性電壓的作用下，這三種氧化態可以重復的相互轉化，這種轉化關系表現在循環伏安譜圖中，如圖l所示的循環伏安曲線圖。圖中第一對氧化還原峰對應的是PAP/op-HA/PLGA的LM和EM的相互轉化關系，其氧化還原電位是0.34V;第二對氧化還原峰對應的是PAP/op-HA/PLGA的EM和PN的相互轉化關系，對應的氧化還原電位是0.63V。這三種氧化還原狀態可以相互轉化證明PAP/op-HA/PLGA作為電極是可逆的，證明PAP/op-HA/PLGA具有良好的電活性。實施例6取實施例3制備的PAP/op-HA/PLGA，使用與實施例5相同的儀器、試劑和操作步驟對所述PAP/op-HA/PLGA進行分析，得到的循環伏安曲線圖中，第一對氧化還原峰對應的是PAP/op-HA/PLGA的LM和EM的相互轉化關系，其氧化還原電位是0.34V;第二對氧化還原峰對應的是PAP/op-HA/PLGA的EM和PN的相互轉化關系，對應的氧化還原電位是0.63V，證明PAP/op-HA/PLGA具有良好的電活性。實施例7將實施例2制備的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液；然后將氯仿溶液鋪于2.4cm*2.4cm的硅化的方形蓋玻片，真空干燥48小時，得到復合材料膜；將所述復合材料膜表面噴金，用場發射掃描電鏡進行表面形貌分析，參見圖2，圖2為本發明實施例公開的用于組織修復的納米復合材料制備的復合膜材料的表面形貌。實施例8將實施例2制備的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液；然后將氯仿溶液鋪于玻璃平皿中，干燥，采用超臨界C02發泡法制備組織工程支架材料，發泡條件如下C02浸潤壓力為20MPa，溫度為8(TC，浸潤時間1小時，放氣時間30s;將所述組織工程支架材料表面噴金，用場發射掃描電鏡進行表面形貌分析，參見圖3，圖3為本發明實施例公開的以用于組織修復的納米復合材料為原料、用超臨界C02發泡法制備的組織工程支架材料的表面形貌。由圖可知，超臨界C02發泡后的材料表面有無數微孔，孔徑范圍在十幾納米到幾十微米之間，實性結構基本不存在，說明所述用于組織修復的納米復合材料具有可加工性，能夠加工成利于不同組織生長的結構。實施例9將實施例2制備的PAP/op-HA/PLGA剪切成lcm*lcm的小塊，加入氯化鈉顆粒作為致孔劑，在160°C的條件下、60rmp的密煉機中攪拌5分鐘，制成PAP/op-HA/PLGA和氯化鈉的復合物；將所述復合物放入100mm*20mm*3mm的板型模具中，模壓5分鐘，得到3mm后的薄板；將薄板放入三蒸水中，在37t:的孵箱中浸泡1周，以徹底去除氯化鈉；將除去氯化鈉的薄板干燥、消毒后，得到不同孔隙率的支架材料，采用環氧乙烷對所述支架材料滅菌；將所述支架材料表面噴金，用場發射掃描電鏡進行表面形貌分析，參見圖4，圖4為本發明實施例公開的以用于組織修復的納米復合材料為原料、通過熔體模壓/顆粒浸出法制備的組織工程支架材料的表面形貌；由圖可知，熔體模壓/顆粒浸出法制備的組織工程支架材料表面空隙分布均勻，孔與孔間相連通，說明所述用于組織修復的納米復合材料具有可加工性，能夠加工成利于不同組織生長的結構。實施例10將實施例2制備的PAP/op-HA/PLGA與1，4_二氧六環按lg:10ml的比例放入錐形瓶中，超聲振蕩3小時，磁力攪拌均勻，在fC的條件下冷凍24小時，4t:條件下真空干燥至溶劑完全抽干，得到組織工程支架材料；將所述支架材料表面噴金，用場發射掃描電鏡進行表面形貌分析，見圖5，圖5為本發明實施例公開的以用于組織修復的納米復合材料為原料、通過冷凍干燥法制備的組織工程支架材料的表面形貌。由圖可知，冷凍干燥法制備的組織工程支架材料表面空隙分布均勻，孔與孔間相連通，說明所述用于組織修復的納米復合材料具有可加工性，能夠加工成利于不同組織生長的結構。實施例11依據GB/T1014-1992，使用Instron1121電子式萬能試驗機分別對嵌段共聚物含量為0.lwt^、lwt^和10%wt的用于組織修復的納米復合材料進行壓縮強度的測試。分別將實施例2和實施例3制備的材料放入試驗機的壓縮頭之間，進行抗壓測試直至所述材料變形，壓縮機的加載速度為5mm/min，實驗結果如表1所示表1本發明實施例制備的納米復合材料的壓縮強度測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例12對PAP/op-HA/PLGA進行生物相容性評價(1)實驗過程如下將實施例1制備的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液，將溶液鋪于玻璃平皿中，真空干燥48小時，制成2mm的薄膜；用蒸餾水沖洗薄膜，干燥后，用紫外線對所述薄膜兩面各消毒30分鐘；參照醫用植入材料生物學評價國家標準鐘的方法制備材料浸提液，材料表面積(cm2)與浸提液體積比(mL)為3:1，在37。C水浴箱中用無血清DMEM/F12培養液浸泡48小時，制成材料浸提液，然后用無菌濾頭過濾滅菌，置于4t:的條件下備用；以所述材料浸提液為實驗組，苯酚稀釋液和生理鹽水分別為陽性對照組和陰性對照組評價PAP/op-HA/PLGA的生物相容性，實驗步驟如下將浸提液用含血清的培養液稀釋，按浸提液與培養液的體積比為1:l，l:2，i:4，i:8，i:ie和i:32分別稀釋成6個濃度，每個濃度組設6個平行樣；使用孔板作為培養基，每個孔內倒入200i！L液體；將第四代兔成骨細胞胰酶消化、洗滌后，按5*103個細胞/孔接種于上述液體中，然后將孔板在37°〇、5%的C02、200iiL二甲基亞砜的培養箱中放置30分鐘。用全自動酶標儀測量490nm時的吸光度(A)值，6個平行樣取平均值作為該樣本的吸光度值；分別對陽性對照組和陰性對照組進行上述操作。(2)評價標準及實驗結果如下以細胞毒性分級為生物相容性的評價標準；根據相對生長率(RGR)值進行細胞毒性分級，分級標準見表2。表2細胞毒性分級標準細胞毒性分級細胞相對增殖率(°/)0>100I75-99II50-74III25-49IV1-24V<1其中，材料浸提液組的細胞相對增殖率=(材料浸提液組A490/陰性對照組A490)*100%陽性對照組的細胞相對增殖率=(陽性對照組A490/陰性對照組A490)*100%。結果判定標準為細胞毒性分級為0級和i級認為無細胞毒性；11級為輕度細胞毒性；iii級和iv級為中度細胞毒性；v級為明顯細胞毒性。本發明的實驗結果如下陽性對照組稀釋濃度為i:i、i:2禾pi:4時，細胞毒性級為iv級，稀釋濃度為其他比例時，細胞毒性級為iii級；材料浸提液組為各個稀釋濃度時，細胞相對增值率值均在75%-99%之間，細胞毒性級別為i級，按照上述判定標準，認為材料浸提組為各個稀釋濃度時均無細胞毒性。因此，本發明提供的PAP/op-HA/PLGA具有良好的生物相容性。實施例1311用RT-PCR法檢測本發明提供的PAP/op-HA/PLGA對兔成骨細胞成骨能力的影響。(l)實驗過程如下實驗分為無膜(Glass)無電剌激組、op-HA/PLGA無電剌激組、PAP/op-HA/PLGA無電剌激組、無膜(Glass)加電剌激組、op-HA/PLGA加電剌激組和PAP/op-HA/PLGA加電剌激組；分別將涂有實施例3制備的op-HA/PLGA的方形蓋玻片、涂有實施例1制備的PAP/op-HA/PLGA的方形蓋玻片和未涂材料的方形蓋玻片放入6孔培養板中，紫外線照射40分鐘滅菌；然后分別在op-HA/PLGA和PAP/op-HA/PLGA上接種兔成骨細胞，未涂材料的方形蓋玻片上也接種兔成骨細胞，密度為5*104個細胞/孔，在37°C、5%的C02的培養箱中培養；分別提取細胞中的RNA，進行反轉錄在RCR儀中42。C時反應1小時，然后升溫至7(TC反應10分鐘，將得到的產物在-2(TC的條件下保存；用熒光實時定量PCR儀對所述產物進行擴增反應，反應條件如下預變性溫度為95°C，反應2分鐘；解鏈溫度為95°C，反應10秒；退火溫度為54°C，反應20秒；延伸溫度為72"，反應10秒；每個樣品設三個平行樣，取平均值。(2)實驗結果實驗結果表明，PAP/op-HA/PLGA無電剌激組骨形態蛋白_2基因表達水平分別高于Glass無電剌激組和op-HA/PLGA無電剌激組，結果統計學差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組骨形態蛋白_2基因表達水平分別高于Glass加電剌激組和op-HA/PLGA加電剌激組，結果統計學差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組骨形態蛋白_2基因表達水平高于PAP/op-HA/PLGA無電剌激組，結果統計學差異P<0.05;實驗結果表明，PAP/op-HA/PLGA無電剌激組、Glass無電剌激組和op-HA/PLGA無電剌激組無明顯差異；PAP/op-HA/PLGA加電剌激組和op-HA/PLGA加電剌激組的膠原蛋白-I基因表達水平明顯高于Glass加電剌激組，結果統計學差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組膠原蛋白-I基因表達水平高于PAP/op-HA/PLGA無電剌激組，結果統計學差異P<0.05;實驗結果表明，PAP/op-HA/PLGA無電剌激組骨連接蛋白基因表達水平分別高于Glass無電剌激組和op-HA/PLGA無電剌激組，結果統計學差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組和op-HA/PLGA加電剌激組的骨連接蛋白基因表達水平明顯高于Glass加電剌激組，結果統計學差異P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加電剌激組骨連接蛋白基因表達水平高于PAP/op-HA/PLGA無電剌激組，結果統計學差異P<0.05;由此可知，PAP/op-HA/PLGA能夠提高細胞粘附的能力、促進細胞增殖，上調骨形態蛋白_2、膠原蛋白-I和骨連接蛋白的基因表達水平，尤其是在接受電信號剌激后，上述作用更加明顯。以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。權利要求一種用于組織修復的納米復合材料，其特征在于，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規組織修復材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規組織修復材料為聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。2.根據權利要求1所述的材料，其特征在于，所述嵌段共聚物在所述納米復合材料中按重量比為0.1%-10%。3.根據權利要求2所述的材料，其特征在于，所述嵌段共聚物為分子量小于1000的苯胺齊聚物與脂肪族環酯的嵌段共聚物。4.根據權利要求1所述的材料，其特征在于，所述納米羥基磷灰石為低聚物接枝的納米羥基磷灰石。5.根據權利要求4所述的材料，其特征在于，所述納米羥基磷灰石在所述納米復合材料中按重量百分比為10%-20%。6.—種用于組織修復的納米復合材料的制備方法，其特征在于，包括a)將常規組織修復材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質材料；所述常規組織修復材料為聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到步驟a)得到的基質材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑，得到納米復合材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物。7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述嵌段共聚物按常規組織修復材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為0.1%-10%。8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述納米羥基磷灰石按常規組織修復材料、納米羥基磷灰石和嵌段共聚物總量的重量百分比為10%_20%。9.一種復合膜材料，其特征在于，由權利要求1-5任意一項所述的用于組織修復的納米復合材料制備。10.—種組織工程支架材料，其特征在于，由權利要求1-5任意一項所述的用于組織修復的納米復合材料制備。全文摘要本發明公開了一種用于組織修復的納米復合材料，包括具有電活性的嵌段共聚物、納米羥基磷灰石和常規組織修復材料；所述嵌段共聚物為脂肪族聚酯與苯胺齊聚物的嵌段共聚物；所述常規組織修復材料為聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己內酯。本發明還公開了一種用于組織修復的納米復合材料的制備方法，包括a)將常規組織修復材料溶解于溶劑中，然后向所述溶劑中加入納米羥基磷灰石，攪拌均勻，得到基質材料；b)將嵌段共聚物溶解于溶劑中，然后加入到所述基質材料中，混合均勻后沉降、去除溶劑。本發明所制備的用于組織修復的納米復合材料在具備無毒性、生物降解性、可加工性的同時，具備了足夠的機械強度、良好的電活性和生物相容性。文檔編號A61L27/44GK101716381SQ20091026539公開日2010年6月2日申請日期2009年12月30日優先權日2009年12月30日發明者于婷,崔巍巍,崔立國,莊秀麗,徐洋,王宇,王宗良,章培標,鄔海濤,陳學思申請人:中國科學院長春應用化學研究所