专利名称：：一种无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法
技术领域：
：本发明涉一种可生物降解复合材料的制备方法。
背景技术：
：可生物降解复合材料广泛用于医用植入体、组织修复和再生等生物医学工程领域。由于单一材料难于满足临床上力学性能和生物学性能的要求，采用不同材料进行复合以获得具有特殊性能的复合材料，成为当前生物医用材料的研究热点。无机磷酸钓盐/可生物降解聚合物复合材料具有良好的生物降解性和生物相容性，在骨组织工程领域得到广泛研究和应用。新型复合材料使用时要求复合体系中无机粒子均匀分布，无机粒子和聚合物基材间有较好的结合力，复合材料力学性能高，生物降解聚合物降解过程与骨组织^^复再生过程匹配，具有良好的生物学性能和再矿化性能，能够起到良好的骨固定和组织修复支架的作用。现有无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合材料的制备方法是将预先合成的无机磷酸钾盐再与聚合物共混，直接热压或注塑成型。如02113025号专利申请公布的"可吸收的骨折内固定材料及制备方法"，即是将聚乳酸、磷酸三钙、羟基磷灰石进行混合，然后经热模压或热挤出制成。这类方法制备的无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合材料在增强材料界面的结合、调节材料的降解速率、改善材料强度、提高材料的生物活性和再矿化性能等方面，仍不能满足医用植入体、组织修复和再生材料的要求；具体表现在1、无机磷酸钙盐粒子通过机械混合分散在聚合物中，磷酸钾盐和聚合物间结合力弱，复合界面不稳定，使得复合材料力学强度增强效果不明显；2、磷酸钙盐粒子一般是以微米级或纳米级颗粒存在，粒子间极易团聚，上述物理分散法4艮难将团聚粒子分散，在聚合物体系中不易均匀分散；3、由于无机磷酸钓盐通常呈现随机分布于复合材料中，并且多M于复合材料内部，不利于发挥磷酸钙盐生物诱导性和生物相容性等优点。近年来出现了以可生物降解聚合物超细纤维为基材，与磷酸钾盐粒子复合制备的无机磷酸钓盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料。由于人体硬组织主要由胶原纤维和无机磷酸4丐盐组成。因此无机磷酸4丐盐/可生物降解聚合物超细纤维复合材料作为骨组织修复、替代和骨固定的组织工程支架，可实现微观结构和组成上模拟人体硬组织。静电纺丝法制备的超细纤维具有孔隙率高、孔径可调、方向性一致等优点，它不仅具有一定的力学性能，而且具有很好的结构仿生性，聚合物和纳米粒子的结合处于分子尺寸，有利于复合材料的生物活性、再矿化性能和力学性能提高，从而成为组织修复材料研究的热点；同时纳米无机磷酸钙盐粒子分布于纤维表面，有稳定的结合界面，有良好的力学稳定性和可控性、生物活性和再矿化性能。因此，超细纤维复合材料的制备方法通常是以无机磷酸钓盐分敎到可生物降解的聚合物溶液中，再进行电纺丝制备得到复合纤维，称为共混电纺法。如200510053426号专利申请公布的"高分子材料/碳材料/羟基磷灰石杂化纤维及其制备方法"，即是首先合成碳材料/羟基磷灰石纳米复合粒子，然后制备可降解高分子材料与该纳米复合粒子的悬浮液，用电纺丝工艺制备出高分子材料/碳材料/羟基磷灰石杂化纤维，其中碳材料及羟基磷灰石以纳米复合粒子的形式存在，杂化纤维呈三维多孔。但这种制备方法有不足之处1、由于磷酸钙盐的加入，改变了聚合物溶液体系的电纺性能，因而影响复合纤维的形貌、取向度、力学性能等；2、磷酸4丐盐分布不具有规律性和可控性，力学性能不稳定，不能充分发挥磷酸钓盐的生物活性和再矿化性；3、制备出的复合纤维膜拉伸性能在方向上不可控，不能控制复合材料的空间力学性能分布；而体内胶原纤维与羟基磷灰石纳米粒子的复合体系在三维空间交错排列，骨组织材料具有力学性能上满足人体要求的各向特性，如膝关节处骨材料要求具有各向同性的力学(拉伸)性能，而股骨材料要求具有在纵向上具有较好的力学性能；因此，现有方法制得的复合纤维膜力学辅助型骨修复组织工程支架或制件，在三维空间内难以具备与受损骨组织吻合的力学性能和各向特性。
发明内容本发明的目的就是提供一种无机磷酸钾盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，该方法适应性强，工艺简单、成;^f氐廉、重复性好，制得的复合材料具有生物活性和再矿化性能，力学性能高且方向上可控，能在三维空间内具备与受损骨组织吻合的力学性能和各向特性。本发明实现其发明目的，所采用的技术方案是一种无机磷酸4丐盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其作法是将两层以上的无机磷酸钓盐/可生物降解聚合物复合定向纤维膜，叠合后形成多层复合纤维膜、热压成型；其中无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合定向纤维膜中的纤维取向度在80%以上，多层复合纤维膜相邻层定向纤维膜取向的夹角为0-90°。与现有技术相比，本发明的有益效果是一、通过将两层以上的无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合定向纤维膜，叠合后形成多层复合纤维膜、热压成型；而其中每层聚合物复合定向纤维膜中的纤维取向度在80°/。以上。由于复合定向纤维膜的纤维取向度在80%以上，单层复合定向纤维膜具有优良的力学性能，在其纤维取向方向上具有优异的拉伸性能，但在非取向方向上拉伸性能差。本发明的方法在叠合时可以模拟体内胶原纤维排列方式，而将各层复合定向纤维膜的取向方向按所需角度进行交叉叠合，实现所需方向上拉伸性能的各向分布。如针对膝关节处的骨修复材料即可将多层复合纤维膜的定向纤维的层数设为4层以上，相邻层定向纤维膜取向的夹角相等，各纤维层间所有夹角的和等于360度。从而制成拉伸性能各向同性的复合材料，以满足膝关节处的骨修复材料拉伸性能各向同性的要求。而对股骨修复材料则在叠合时，使相邻层定向纤维膜取向的夹角为零，各层定向纤维膜的取向均为纵向取向，从而制成在纵向上具有较好的拉伸力学性能的骨修复材料；对其他骨修复材料，也可按需制备出在三维空间内具备与受损骨组织吻合的拉伸力学性能和各向特性。并且，本发明可以通过纤维层数决定力学性能强度的总量和分布的变化；对于相同厚度的复合纤维膜，夹角越小，层数越多，复合纤维膜拉伸性能沿纤维膜平面呈现平均分布趋势，最大拉伸强度方向越多，并且最大值和最小值之间的差值越小。本发明的制得物不l又使得拉伸性能在空间分布上可控，并且其拉伸性能在总体上也得以提高。实验测试证明，较共混电纺法制备无机磷酸钩盐/可生物降解聚合物复合材料，本发明制得的纤维增强复合材料的拉伸强度可提高2倍以上。二、本发明仅需将两层以上复合纤维膜叠合热压成型即可，无需特殊工艺和设备，其适应性强，工艺简单、成本低廉、重复性好。三、由于复合纤维膜中的纳米无机磷酸钓盐粒子具有良好的生物活性和再矿化性能，使得本发明中的复合材料具有生物活性和再矿化性能。上述热压成型的具体操作是叠合后的多层复合纤维膜先在聚合物玻璃化转变温度以下0-50。C范围内预热压5-10分钟，再在玻璃化转变温度以上0-50。C范围内热压10-30分钟。聚合物玻璃化转变溫度以下0-50。C的低温预压可以阻止纤维收缩导致的力学性能下降，5-10分钟的保温时间可以减少纤维的收缩和保持纤维间的密实，进而，在玻璃化转变温度以上0-50°C范围内的热压10-30分钟，既能保证纤维间的充分良好粘连，也能防止纤维过度软化而导致纤维结构消失和纤维结构的过度老化而导致的力学性能下降。热压成型后的复合纤维的密度、纤维之间的粘连程度得到增强，实现了复合纤维膜的力学性能的二次增强。并且可通过对热压温度、保温时间、热压压力等参数的控制，可以调节复合纤维的密度、纤维之间的粘连程度等物理参数来实现对力学性能的按需控制。上述的述的无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合定向纤维膜采用以下方法制得将可生物降解的聚合物通过静电纺丝制备纤维膜，并采用高速滚筒收集得到纤维取向度在80y。以上的定向纤维膜；定向纤维膜再经体外矿化，在表面形成纳米无机磷酸钓盐粒子。上述的定向纤维膜，先经表面接枝生物大分子后，再进行体外矿化；接枝的生物大分子为壳聚糖、明胶、胶原、海藻酸钠、血清白蛋白中的一种或一种以上的混合物，接枝量为0.01-10nmol/cm2。上述的可生物降解的聚合物先接枝活性基团后，再通过静电纺丝制备纤维膜；接枝的活性基团为羧基或者接枝羧基后再接枝羟基、氨基、磷酸根中的一种或一种以上的活性基团，接枝量为1-10nmol/cm2。本发明通过纤维表面接枝生物大分子或活性基团，在模拟体液中诱导纳米无机磷酸4丐盐粒子在纤维表面矿化，获得复合定向纤维膜，较之现有采用的难溶性纳米无机磷酸钾盐粒子预先合成，再加入到聚合物高分子材料的有机溶液中，进行机械共混后再进行电纺加工的方法，具有以下优点(l)纳米无机磷酸钓盐粒子主要分布在定向纤维表面，表面纳米无机磷酸钧盐粒子对聚合物分子链产生"钉扎，，作用(阻碍分子链的伸缩振动)，从而增强复合材料的力学性能，同时，不破坏纤维内部结构，生成复合纤维的力学性能好，物化性能稳定可靠；(2)通过表面接枝诱导沉积的纳米无机磷酸钾盐粒子是在分子水平与高分子材料产生相互结合，结合界面较好，分散均匀，增强了矿化粒子与聚合物基材的结合，可有效克服无机粒子的团聚问题，大大提高了力学性能；(3)通过表面接枝诱导沉积的纳米无机磷酸钾盐粒子集中分布在纤维表面，有助于才莫拟胶原纤维细胞外基质的生物环境，增强植入材料和组织工程支架的再矿化性能，有利于细胞的粘附、生长和骨传导作用的发挥；(4)复合纤维的力学性能可方便地通过调节纤维直径和纳米无机磷酸钓盐粒子含量进行调节。接枝的生物大分子具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性；而接枝的以上活性基团具有生物诱导性和特异结合性。这些生物大分子和活性基团均可以较容易的接枝到可生物降解聚合物纤维表面，而不改变生物大分子和基团的特有性质。接枝生物大分子含量在0.01-10nmol/cm2范围内变化、活性基团含量在1-10nmol/cn^范围内变化，可以有效调节无机磷酸钓盐的生成速率和诱导沉积量。上述的可生物降解的聚合物为聚乳酸、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚乳酸-聚s-己内酯共聚物、聚碳酸酯、聚酸酐的一种或一种以上的混合物。以上的可生物降解聚合物为现有成熟的可生物降解聚合物，用其制备可生物降解聚合物纤维工艺简单、成本低廉、重复性好、安全性高。下面结合具体的实施方式，对本发明作进一步详细的说明。具体实施方式实施例一本发明的一种具体实施方式为，一种无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其方法是将聚乳酸通过静电纺丝法制备厚度为100iam的聚乳酸纤维膜，并采用线速度16.7m/s的高速滚筒收集得到纤维取向度80°/。以上的聚乳酸定向纤维膜；将该定向纤维膜浸泡于2mg/mL的明胶/磷酸緩冲液中，2_4°C下反应24小时，清洗后，得到明胶接枝量为0.02nmol/cm2的聚乳酸定向纤维膜；然后进行体外矿化，即将其浸泡于1.5倍浓度的人体模拟体液中，在37。C下浸泡7天，取出清洗后，得到纳米无机磷酸4丐盐/可生物降解聚乳酸复合定向纤维膜，其中低结晶性磷酸钙盐含量为15.1%。将6层无机磷酸钩盐/可生物降解的聚乳酸复合定向纤维膜按相邻层间定向纤维膜的取向夹角为30°叠合排列，再经热压成型得到复合材料。具体的热压成型工艺为在聚乳酸玻璃化转变温度55°C以下15°C即40°C的温度、1MPa压力下，预压8分钟，再升温至60。C(聚乳酸玻璃化转变温度55°C以上5°C),在2MPa压力下热压10分钟，冷却至室温再移除载荷，即得到拉伸性能各向同性的以聚乳酸纤维为基材的无机磷酸钓盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料。复合材料中保留了完整的纤维结构，同时实现了纤维间粘连，该复合材料在各个方向上的拉伸性能几乎一致。实施例二将聚乳酸通过静电纺丝法制备出厚度为75(im的聚乳酸纤维膜，并采用线速度16.7m/s的高速滚筒收集纤维取向度80%以上的聚乳酸定向纤维膜；将该定向纤维膜浸泡于2mg/mL的明胶/磷酸緩冲液中，2-4。C下反应24小时，清洗后，得到明月交接枝量为0.02nmol/cm2的聚乳酸定向纤维膜；然后进行体外矿化，即将其浸泡于1.5倍浓度的人体模拟体液中，在37。C下浸泡7天，取出清洗后，得到纳米无机磷酸钓盐/可生物降解的聚乳酸复合定向纤维膜，其中低结晶性磷酸钾盐含量为15.1%(本例的聚乳酸复合定向纤维膜制备方法与实施例一相同)。将8层75iam厚的复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为0°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。具体的热压工艺为在40。C(聚乳酸电纺纤维的玻璃化转变温度55。C以下15°C)、lMPa压力下预压8分钟后，升温至60。C(聚乳酸电纺纤维的玻璃化转变温度55°C以上5°C)，在2MPa压力下热压20分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。实施例三本实施例与实施例二基本相同，所不同的仅仅是将聚乳酸通过静电纺丝法制备出150nm厚的聚乳酸纤维膜。将4层150jum厚的复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为45°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。实施例四本实施例与实施例二基本相同，所不同的仅仅是将聚乳酸通过静电纺丝法制备出300jam厚的聚乳酸纤维膜。将2层300/jm厚的复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为90°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。实施例五将聚碳酸酯通过静电纺丝法制备出厚度为300jum的聚碳酸酯纤维膜，并采用线速度16.7m/s的高速滚筒收集得到纤维取向度80%以上的聚碳酸酯定向纤维膜；将该定向纤维膜浸泡于2mg/mL的胶原/磷酸緩冲液中，2-4°C下反应24小时，清洗后，得到胶原接枝量为10nmol/cm2的定向纤维膜；然后进行体外矿化，即将其浸泡于1.5倍浓度的人体模拟体液中，在37。C下浸泡7天，取出清洗后，得到含纳米无机磷酸钙盐粒子复合纤维膜。将2层复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为0°叠合排列，再经热压处理得到复合材料；具体的热压工艺为在92。C(聚vf友酸酯电纺纤维的玻璃化转变温度142。C以下50°C)、1MPa压力下预压8分钟后，升温至192。C(其玻璃化转变温度142°C以上50°C),在2MPa压力下热压30分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。实施例六本实施例与实施例五基本相同，所不同的仅仅是可生物降解的聚合物为聚乳酸和聚酸酐的混合物，聚乳酸和聚酸酐的共混物纤维膜的厚度为200jam,接枝的大分子为血清白蛋白，血清白蛋白接枝量为0.5nmol/cm2。将3层复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为60°叠合排列，再经热压处理得到复合材料；具体的热压工艺为在56。C(聚乳酸和聚酸酐共混物电纺纤维的玻璃化转变温度56°C以下0。C)、lMPa压力下预压10分钟后，保温于56°C(玻璃化转变温度56。C以上0。C),在2MPa压力下热压20分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。实施例七本实施例与实施例五基本相同，所不同的仅仅是可生物降解的聚合物为聚酸酐，聚酸酐纤维膜的厚度为60|am，接枝的大分子为海藻酸钠，海藻酸钠接枝量为0.01nmol/cm2,得到厚度为60jlim含纳米无机磷酸钙盐粒子复合纤维膜；将10层复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为18°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。具体的热压工艺为在42。C(聚酸肝电纺纤维的玻璃化转变温度72°C以下30。C)、lMPa压力下预压5分钟后，升温至72°C(其玻璃化转变温度72。C以上0。C),在2MPa压力下热压30分钟，冷却至室温再移除栽荷，得到复合材料。实施例八本实施例与实施例五基本相同，所不同的仅仅是可生物降解的聚合物为聚乳酸-聚s-己内酯共聚物，聚乳酸-聚e-己内酯共聚物纤维膜的厚度为100jLim，接枝的大分子为海藻酸钠和胶原，海藻酸钠和胶原的接枝量均为0.04nmol/cm2;将6层复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为30°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。具体的热压工艺为在45。C(聚乳酸-聚e-己内酯共聚物电纺纤维的玻璃化转变温度45°C以下0°C)、lMPa压力下预压10分钟后，保温于95。C(其玻璃化转变温度45。C以上50°C)，在2MPa压力下热压30分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。实施例九本实施例与实施例五基本相同，所不同的仅仅是可生物降解的聚合物为聚乳酸-聚乙醇酸共聚物，聚乳酸-聚乙醇酸共聚物纤维膜的厚度为300jum，接枝的大分子为壳聚糖，壳聚糖接枝量为3nmol/cm2;将2层复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为90。叠合排列，再经热压处理得到复合材料；具体的热压工艺为在59。C(聚乳酸-聚乙醇酸共聚物电纺纤维的玻璃化转变温度为59°C以下0。C)、lMPa压力下预压IO分钟后，升温至109。C(玻璃化转变温度为59。C以上50。C),在2MPa压力下热压IO分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。实施例十将聚乳酸溶于二氯曱烷，加入马来酸酐和过氧化二苯曱酰，在&保护下，100。C反应8小时，得到马来酸酐改性聚乳酸(MPLA)。将马来酸酐改性聚乳酸溶于四氢呋喃中，滴入蒸馏水中，得到接枝活性基团一羧基的改性聚乳酸(CPLA);将CPLA进行静电纺丝加工，厚度为300um的接枝羧基的CPLA纤维膜，并通过线速度16.7m/s的滚筒收集得到、纤维取向度为80%以上的接枝羧基的CPLA定向纤维膜，其中接枝的羧基量为0.94±0.11nmol/cm2;然后进行体外矿化，即将其浸泡于1.5倍浓度的人体模拟体液中，在37。C下浸泡7天，取出清洗后，得到体外矿化后的无机磷酸钾盐/可生物降解的聚乳酸复合定向纤维膜，其中低结晶性磷酸钙盐含量为16.2%。将2层无机磷酸钧盐/可生物降解的聚乳酸复合定向纤维膜按两层间纤维取向夹角为90。叠合排列，再经热压处理得到复合材料。具体的热压工艺为在电纺聚乳酸纤维的玻璃化转变温度55°C以下15°C(即40°C)、1MPa压力下预压8分钟后，升温至其玻璃化转变温度55。C以上5。C(即60。C)，在2MPa压力下热压10分钟，冷却至室温再移除载荷，得到两层的无积J舞酸钾盐/可生物降解的聚乳酸纤维膜复合材料。复合材料中保留了完整的纤维结构，同时实现了纤维间粘连，且复合材料在相错90。的两个互相垂直方向上，具有优良的拉伸性能。实施例十一称取4g聚乳酸溶于二氯甲烷，加入0.8g马来酸酐和0.024g过氧化二苯甲酰，在&保护下，100。C反应8小时，得到马来酸酐改性聚乳酸(MPLA)。将MPLA与3-胺基丙醇反应得到羟基和氛基改性聚乳酸(HCPLA)。将HCPLA配制成10%的丙酮溶液，进行静电纺丝加工出厚度为200jum的纤维膜，通过线速度16.7m/s的滚筒收集得到纤维取向度为80%以上的定向纤维膜，纤维表面羧基和羟基含量分别为0.47和0.44nmol/cm2。然后进4于体外矿化，即将其浸泡于1.5倍浓度的人体模拟体液中，在37。C下浸泡7天，取出清洗后，得到含纳米无机磷酸4丐盐粒子/聚乳酸复合纤维膜，其中低结晶性磷酸4丐盐含量为16.8%。将以上方法制得的3层复合纤维膜，按相邻层间纤维取向夹角为60°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。具体的热压工艺为在40。C(聚乳酸电纺纤维的玻璃化转变温度55。C以下15°C)、1MPa压力下预压8分钟后，升温至60。C(其玻璃化转变温度55。C以上15。C),在2MPa压力下热压IO分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。复合材料中保留了完整的纤维结构，同时实现了纤维间粘连。实施例十二称取4g聚乳酸-聚乙二醇共聚物溶于二氯曱烷，加入0.8g马来酸酐和0.024g过氧化二苯曱酰，在&保护下，100。C反应8小时，得到马来酸酐改性聚乳酸-聚乙二醇共聚物(MPELA)。先后用3-氨基丙醇、1，6-己二胺改性MPELA,得到羧基、氨基和羟基改性聚乳酸-聚乙二醇共聚物(AHCPELA);将AHCPELA配制成10%的丙酮溶液，进行静电纺丝加工，得到厚度为200jum的纤维膜，通过线速度16.7m/s的滚筒收集得到纤维取向度为80%以上的定向纤维膜，纤维膜表面羧基含量为10.0nmol/cm2，氨基含量为5.14nmol/cm2,羟基含量为4.82nmol/cm2。然后进行体外矿化，即将其浸泡于1.5倍浓度的人体模拟体液中，在37。C下浸泡7天，取出清洗后，得到含纳米无机磷酸4丐盐粒子/聚乳酸复合纤维膜，其中低结晶性磷酸钓盐含量为16.8%。将3层复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为60°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。具体的热压工艺为在50。C(聚乳酸-聚乙二醇共聚物电纺纤维的玻璃化转变温度50°C以下0。C)、1MPa压力下预压5分钟后，升温至80°C(聚乳酸电纺纤维的玻璃化转变温度50°C以上30°C),在2MPa压力下热压10分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。实施例十三本实施例与实施例十二基本相同，所不同的仅仅是用氨基曱酰磷酸对马来酸酐改性聚乳酸-聚乙二醇共聚物(MPELA)进行改性，得到含有羧基和磷S吏根的聚合物(PCPELA)，再对(PCPELA)进行静电纺丝至纤维膜，电纺纤维膜表面羧基含量为1.0nmol/cm2，磷酸根含量为1.0nmol/cm2。将3层复合纤维膜按相邻层间纤维取向夹角为60°叠合排列，再经热压处理得到复合材料。具体的热压工艺为在35°C(聚乳酸-聚乙二醇共聚物电纺纤维的玻璃化转变温度50°C以下15。C)、1MPa压力下预压5分钟后，升温至55°C(聚乳酸-聚乙二醇共聚物电纺纤维的玻璃化转变温度50。C以上5。C),在2MPa压力下热压20分钟，冷却至室温再移除载荷，得到复合材料。本发明中纤维膜的厚度可通过静电纺丝时的电纺时间进行控制和调节；定向纤维膜的纤维取向度则由高速滚筒的线速度确定，采用线速度16.7m/s的高速滚筒即能收集得到纤维取向度80%以上的定向纤维膜。如采用更高线速度的滚筒，则可收集得到更高纤维取向度的定向纤维膜。以下实验证明，本发明方法制得的复合材料具有特定可控的力学性能、良好的生物活性和再矿化性能。实验一单层复合纤维膜的力学性能测试将实施例一、十、十一制备的单层复合纤维膜，在美国Instron5567万能拉伸测试机上进行拉伸试^验，测试样品尺寸为80x4x0.5腿3，样品数量为n>4,拉伸速率为5mm/min。拉伸测试结果如表1所示。表l复合纤维膜的力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表1结果采用本发明接枝诱导沉积方法形成的单层复合纤维膜的力学性能明显高于采用共混电纺纤维膜。实验二复合材料的力学性能测试将实施例一、十、十一制备的无机磷酸钓盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料，在美国Instron5567万能拉伸测试机上进行拉伸试验，测试样品尺寸为80x4x0.5mm3，样品数量为n>4,拉伸速率为5mm/min。拉伸测试结果如表2所示。表2复合材料的力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表2结果釆用本发明接枝诱导沉积方法形成的复合材料的力学性能明显高于采用共混电纺制备的复合材料。实验三复合材料的力学性能的各向特性将实施例一至四制备的复合材料，在美国Instron5567万能拉伸测试机上沿X，Y(X方向为复合材料中沿任一纤维膜取向方向，Y方向为垂直于该纤维取向方向)方向进行拉伸试验，测试样品尺寸为80x4x0.5mm3，样品数量为n>4,拉伸速率为5mm/min。拉伸测试结果如表3所示。表3复合材料沿不同方向的拉伸强度差异<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表3结果采用本发明接枝诱导沉积方法形成的复合材料的力学性能在不同方向上存在特异性。也即采用本发明接枝诱导沉积方法形成的复合材料在任意方向上的力学强度大小均可通过纤维膜层间夹角来实现按需控制。实验四复合材料的生物相容性将实施例一、十和十一制备的复合材料，采用骨髓瘤细胞4朱MC3T3-E1，在48孔板中培养7天后，分别检测细胞的增殖量和活性。细胞的增殖采用CCk-8试剂盒(日本同仁化学公司)测试，细胞的分化能力采用碱性磷酸酶(ALP)法测试。细胞实验及测试结果如表4所示。表4超细纤维增强复合材料的生物相容性试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表4结果表明本发明的三种复合材料均能促^f吏细胞的分化和增殖，细胞和复合材料结合紧密，表现出良好的生物相容性。采用本发明制备的复合材料可以提高成骨细胞的分化能力，促使细胞分化和矿化组织形成。实验五复合材料的再矿化性能将实施例一、十和十一制备的超细纤维增强复合材料浸泡于人体模拟体液中，在37。C下浸泡7天，清洗后，室温下真空干燥得再矿化复合材料。采用热重分析仪(TG)表征复合体系中无机磷酸钙盐的生成量；采用X射线衍射仪(XRD)考察生成无机磷酸钙盐的结晶情况。TG分析结果表明再矿化复合材料中无机磷酸钓盐含量均增加18-24%(未考虑聚合物的降解)，而共混电纺制备的复合材料再矿化后无机磷酸4丐盐增加量小于5%;XRD结果表明再矿化复合材料在26=25.8°和31.8。处的强宽峰和26=28、40和47。处的弱宽峰为典型HA特征结晶峰，而共混电纺制备的复合材料再矿化后无机磷酸钩盐峰强度较弱。结果表明，复合材料表现出良好的再矿化性能，可实现较好的骨传导性和骨诱导性。综上所述，本发明结合静电纺丝、接枝改性、诱导矿化、空间构造和热压成型工艺，实现纳米无机磷酸钩盐粒子在纤维表面的均匀分布，构造复合材料的力学性能各向特性。复合纤维本身具有特定的力学性能、生物活性和再矿化性能，可直接作为组织工程支架，诱导骨组织再生。纤维膜经空间构造和热压成型的复合材料，可作为力学性能辅助型骨修复多功能制件，从结构上实现力学性能的空间分布。从复合纤维膜到复合材料制备的过程中，保持纤维结构的完整性，提供复合材料优越的力学性能、再矿化性能和生物学性能，为新一代骨修复复合材料的制备提供了新的构建思路和方法。权利要求1、一种无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其作法是将两层以上的无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合定向纤维膜，叠合后形成多层复合纤维膜、热压成型；其中无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合定向纤维膜中的纤维取向度在80％以上，多层复合纤维膜相邻层定向纤维膜取向的夹角为0-90°。2、如权利要求1所述的一种无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其特征在于，所述热压成型的具体操作是叠合后的多层复合纤维膜先在聚合物玻璃化转变温度以下0-50。C范围内预热压5-10分钟，再在玻璃化转变温度以上0-50°C范围内热压10-30分钟。3、如权利要求1所述的一种无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其特征在于，所述的无机磷酸钓盐/可生物降解聚合物复合定向纤维膜采用以下方法制得将可生物降解的聚合物通过静电纺丝制备纤维膜，并采用高速滚筒收集得到纤维取向度在80%以上的定向纤维膜；定向纤维膜再经体外矿化，在表面形成纳米无机磷酸钓盐粒子。4、如权利要求3所述的一种无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其特征在于，所述的定向纤维膜，先经表面接枝生物大分子后，再进行体外矿化；接枝的生物大分子为壳聚糖、明胶、胶原、海藻酸钠、血清白蛋白中的一种或一种以上的混合物，接枝量为0.01-10nmol/cm2。5、如权利要求3所述的一种无机磷酸钾盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其特征在于，所述的可生物降解的聚合物先接枝活性基团后，再通过静电纺丝制备纤维膜；接枝的活性基团为羧基或者接枝羧基后再接枝羟基、氨基、磷酸根中的一种或一种以上的活性基团，接枝量为1-10雄ol/cm2。6、如权利要求3所迷的一种无机磷酸钩盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其特征在于所述的可生物降解的聚合物为聚乳酸、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚乳酸-聚s-己内酯共聚物、聚碳酸酯、聚酸酐的一种或一种以上的混合物。全文摘要本发明公开了一种无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物纤维膜复合材料的制备方法，其作法是将两层以上的无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合纤维膜，叠合后形成多层复合纤维膜、热压成型；其中无机磷酸钙盐/可生物降解聚合物复合纤维膜中的纤维取向度在80％以上，多层复合纤维膜相邻层纤维取向的夹角为0-90°。该方法适应性强，工艺简单、成本低廉、重复性好，制得的复合材料具有生物活性和再矿化性能，力学性能高且方向上可控。文档编号A61L27/00GK101507841SQ20091005873公开日2009年8月19日申请日期2009年3月30日优先权日2009年3月30日发明者波冯,周绍兵,崔文国,李孝红,陈建刚申请人:西南交通大学