一种用于组织修复的纳米复合材料及其制备方法

专利名称：：一种用于组织修复的纳米复合材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及生物医用纳米材料
技术领域：
，尤其涉及一种用于组织修复的纳米复合材料及其制备方法。
背景技术：
：人体受到损伤后，常常造成组织的破坏、断裂和缺损，甚至引起出血和感染。正常情况下，损伤部位的组织可以自然愈合和修复。组织的修复表现为组织的再生，主要是通过细胞的生长、迁移、分化和基质分泌等细胞行为实现的。而这些细胞行为均与包括实现细胞与细胞之间信息传递的化学信号、影响细胞内和细胞间信息传递的电信号等在内的细胞信号传导有关。但是，由于损伤部位组织的信号传导紊乱或中断，受损伤组织的再生能力下降，受损伤组织很难实现自我修复，此时往往需要医疗干预，如植入组织工程支架、进行植皮修复等，为受损部位提供与人体相当的环境，通过保持或施加适当的细胞信号剌激，加速组织修复。目前，临床上广泛使用金属、陶瓷、普通高分子聚合物等作为生物医用材料，应用于组织修复、组织工程支架等领域，如不锈钢、羟基磷灰石、聚乳酸用于骨组织修复；硅胶管、聚乙醇酸用于神经组织修复。普通高分子聚合物作为组织修复材料，虽然能够满足无毒性、生物降解性、生物相容性、足够的机械强度等要求，但是，此类材料，如聚丙交酯(PLA)、聚己内酯(PCL)或聚丙交酯-乙交酯(PLGA)等，和细胞无法相互作用，容易导致组织产生炎性反应。而金属或陶瓷作为组织修复材料，尤其是纳米羟基磷灰石作为骨修复材料，虽然能够提高机械性能，但是纳米羟基磷灰石脆性大、易团聚，尤其是抗疲劳能力较差，应用受到限制。研究发现，电剌激能够加快组织损伤后的愈合进程，例如岳海岭等人研究发现，微电流剌激下，表皮细胞的DNA合成活跃，细胞分裂增多；赵利平研究发现微电流剌激能够提高山羊骨痂中的钙含量，加快骨折愈合；黄海洋研究发现微电流剌激能诱导软骨细胞分裂增殖，促进毛细血管趋向性增长和胶原合成。因此，发展既具有电信号传导能力、又有一定机械强度的组织修复材料成为当前研究热点。现有技术已经公开了多种具有电活性的聚合物，通过对这些具有电活性的聚合物制备的修复材料施加适当的电信号，能够控制组织细胞的生长和繁殖，加快组织修复速度。如美国爵士大学的危岩教授用心肌成肌细胞和膀胱嗜铬肿瘤细胞证明，聚苯胺及其衍生物作为生物相容性的基质材料，能够使细胞在其上粘附、生长和分化；KotwalA研究发现，有电信号剌激时，聚吡咯能够加强神经生长因子对PC12细胞的分化作用的影响；贾骏等人发现微弱阳极电剌激能够促进聚吡咯涂层表面成骨细胞的早期粘附，提高细胞粘附数量，对细胞增殖也有明显的促进作用。但是，常用的聚苯胺、聚吡啶等导电型高分子存在生物相容性差、不可降解、溶解性差等缺点。因此，对具有电活性的聚合物进行改性使其更利于应用成为研究热点。中国专利文献ZL200610016950.9公开了一种苯胺齐聚物与脂肪族聚酯的嵌段共聚物及其制备方法，所述嵌段共聚物具有较强的电活性，在水或低沸点有机溶剂中具有优良的溶解性，引入的苯胺低聚体虽然不能生物降解，但由于其共轭结构较短，能够通过肾脏排出体外。但是，所述嵌段共聚物机械性能较差，应用于硬组织的修复时受到限制。因此，本发明人考虑，可以在普通高分子聚合物材料和无机材料的基础上引入具有电活性的嵌段共聚物，使所制备的材料具有良好的机械强度、电活性和生物相容性。
发明内容有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于组织修复的纳米复合材料及其制备方法，使所述用于组织修复的纳米复合材料既具有足够的机械强度和生物相容性，能够用于各种组织的修复，又具有电活性，能够加快组织修复速度。本发明公开了一种用于组织修复的纳米复合材料，包括具有电活性的嵌段共聚物、纳米羟基磷灰石和常规组织修复材料；嵌段共聚物为脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物；所述常规组织修复材料为聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯。优选的，所述嵌段共聚物在所述纳米复合材料中按重量比为0.1%_10%。优选的，所述嵌段共聚物为分子量小于1000的苯胺齐聚物与脂肪族环酯的嵌段共聚物。优选的，所述纳米羟基磷灰石为低聚物接枝的纳米羟基磷灰石。优选的，所述纳米羟基磷灰石在所述纳米复合材料中按重量百分比为10%-20%。本发明还公开了一种用于组织修复的纳米复合材料的制备方法，包括a)将常规组织修复材料溶解于溶剂中，然后向所述溶剂中加入纳米羟基磷灰石，搅拌均匀，得到基质材料；所述常规组织修复材料为聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯；b)将嵌段共聚物溶解于溶剂中，然后加入到步骤a)得到的基质材料中，混合均匀后沉降、去除溶剂，得到纳米复合材料；所述嵌段共聚物为脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物。优选的，所述嵌段共聚物按常规组织修复材料、纳米羟基磷灰石和嵌段共聚物总量的重量百分比为0.1%_10%。优选的，所述纳米羟基磷灰石按常规组织修复材料、纳米羟基磷灰石和嵌段共聚物总量的重量百分比为10%_20%。本发明还公开了一种复合膜材料，由上述技术方案所述的用于组织修复的纳米复合材料制备。本发明还公开了一种组织工程支架材料，由上述技术方案所述的用于组织修复的纳米复合材料制备。与现有技术相比，本发明将纳米羟基磷灰石或低聚物接枝的纳米羟基磷灰石与常规组织修复材料(如PLA、PCL、PLGA)混合制备基质材料，然后在基质材料中引入脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物，最后得到用于组织修复的纳米复合材料。本发明所使用的常规组织修复材料与纳米羟基磷灰石或低聚物接枝的纳米羟基磷灰石结合能够提高纳米复合材料的力学性能，增加组织细胞的活性，减轻常规组织修复材料引起的炎性反应；本发明所引入的嵌段共聚物使所述纳米复合材料具有良好的电活性，能够加快组织修复速度；因此，本发明所制备的纳米复合修复材料在具备无毒性、良好的生物降解性的同时，具备了足够的机械强度、良好的电活性和生物相容性。实验表明，通过对本发明提供的方法制备的用于组织修复的纳米复合材料具有良好的机械强度、无细胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同组织生长的结构，同时，通过对用本发明公开的用于组织修复的纳米复合材料制备的组织工程支架进行相应电信号剌激，能够提高细胞或组织的粘附性和增殖能力，上调骨活性相关基因的表达水平，提高骨修复的能力。图1为本发明实施例公开的一种用于组织修复的纳米复合材料的循环伏安曲线图；图2为本发明实施例公开的用于组织修复的纳米复合材料制备的复合膜材料的表面形貌；图3为本发明实施例公开的以用于组织修复的纳米复合材料为原料、用超临界(A发泡法制备的组织工程支架材料的表面形貌；图4为本发明实施例公开的以用于组织修复的纳米复合材料为原料、通过熔体模压/颗粒浸出法制备的组织工程支架材料的表面形貌；图5为本发明实施例公开的以用于组织修复的纳米复合材料为原料、通过冷冻干燥法制备的组织工程支架材料的表面形貌。具体实施例方式本发明公开了一种用于组织修复的纳米复合材料，其特征在于，包括具有电活性的嵌段共聚物、纳米羟基磷灰石和常规组织修复材料；嵌段共聚物为脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物；所述常规组织修复材料为聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯。按照本发明，所述用于组织修复的纳米复合材料包括脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有电活性，能够在电信号的剌激下促进细胞增殖，加快组织修复的速度。所述嵌段共聚物在水和氯仿、四氢呋喃等低沸点溶剂中溶解度较高，而引入的苯胺低聚体虽然不可生物降解，但由于其共轭结构较短，能够通过肾脏排出体外。因此，嵌段共聚物使得所述用于组织修复的纳米复合材料具有良好的电活性。按照本发明，所述嵌段共聚物优选为分子量小于1000的苯胺齐聚物与脂肪族环酯的嵌段共聚物，优选为三嵌段或多嵌段。按照本发明，所述嵌段共聚物按所述纳米复合材料的重量百分比优选为0.1%_20%，更优选为0.1%_15%，最优选为0.1%-10%。按照本发明，所述用于组织修复的纳米复合材料包括纳米羟基磷灰石。人体骨骼的50%是由无机羟基磷灰石组成的，但是由于羟基磷灰石具有脆性大、抗疲劳能力差等缺点，本发明使用分散性较好、力学性能较好的纳米羟基磷灰石。所述纳米羟基磷灰石能够增加组织活性，减轻植入材料引起的炎性反应。按照本发明，所述纳米羟基磷灰石包括低聚物接枝的纳米羟基磷灰石，本发明对所述接枝的低聚物没有特殊限制，优选为低聚乳酸。所述低聚物接枝的纳米羟基磷灰石的接枝率优选为1%_20%，更优选为5%_20%，最优选为8%-20%。所述纳米羟基磷灰石按所述纳米复合材料的重量百分比优选为10%-30%，更优选为10%_20%，最优选为15%-20%。按照本发明，所述用于组织修复的纳米复合材料包括常规组织修复材料。所述常规组织修复材料包括但不限于聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯。所述常规组织修复材料具有良好的机械强度，能够用于硬组织的修复，如作为骨组织工程支架材料。所述常规组织修复材料按所述纳米复合材料的重量百分比优选为50%_89.9%，更优选为65%-89.9%，最优选为70%-89.9%。由此可见，本发明提供的用于组织修复的纳米复合材料在具备无毒性、良好的生物降解性的同时，具备了足够的机械强度、良好的电活性和生物相容性。实验表明，通过对本发明提供的方法制备的用于组织修复的纳米复合材料具有良好的力学强度、无细胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同组织生长的结构，同时，通过对用本发明公开的用于组织修复的纳米复合材料制备的组织工程支架进行相应电信号剌激，能够提高细胞或组织的粘附性和增殖能力，上调骨活性相关基因的表达水平，提高骨修复的能力。本发明还公开了一种用于组织修复的纳米复合材料的制备方法，包括a)将常规组织修复材料溶解于溶剂中，然后向所述溶剂中加入纳米羟基磷灰石，搅拌均匀，得到基质材料；所述常规组织修复材料为聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯；b)将嵌段共聚物溶解于溶剂中，然后加入到步骤a)得到的基质材料中，混合均匀后沉降、去除溶剂，得到纳米复合材料；所述嵌段共聚物为脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物。按照本发明，首先以常规修复组织材料和纳米羟基磷灰石为原料，将原料溶解在溶剂中，充分搅拌，制备基质材料。所述溶剂优选为三氯甲烷。所述常规组织修复材料包括但不限于聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯。按照本发明，所述纳米羟基磷灰石优选为低聚物接枝的纳米羟基磷灰石，本发明对所述接枝的低聚物没有特殊限制，优选为低聚乳酸；所述低聚物接枝的纳米羟基磷灰石的接枝率优选为1%_20%，更优选为5%_20%，最优选为8%-20%。按照本发明，所述常规组织修复材料和纳米羟基磷灰石混合得到的基质材料能够增加组织活性，减轻炎症反应，同时，纳米羟基磷灰石与有机材料结合能够提高力学性能。按照本发明，所述常规组织修复材料按所述常规组织修复材料、纳米羟基磷灰石和嵌段共聚物总量的重量百分比优选为50%-89.9%，更优选为65%-89.9%，最优选为70%-89.9%;所述纳米羟基磷灰石按常规组织修复材料、纳米羟基磷灰石和嵌段共聚物总量的重量百分比优选为10%_20%，更优选为15%-20%。为了制备得到性能良好的纳米复合材料，本发明优选包括预先将常规修复组织材料和纳米羟基磷灰石使用本领域技术人员熟知的方法进行干燥，然后将常规修复组织材料在室温下溶解在溶剂中，搅拌至完全溶解后，加入预先干燥的纳米羟基磷灰石或低聚物接枝的纳米羟基磷灰石，搅拌至分散均匀，得到基质材料。本发明对搅拌方法没有特殊限制，优选为本领域技术人员熟知的搅拌方法。按照本发明，得到基质材料后，在所述基质材料上引入嵌段共聚物。按照本发明，将嵌段共聚物溶解在溶剂中，然后加入到基质材料中，使用本领域技术人员熟知的方法将嵌段共聚物和基质材料混合均匀，然后沉降、去除溶剂，得到纳米复合材料。本发明优选将嵌段共聚物和基质材料的混合液进行磁力搅拌和超声振荡，使之充分混合均匀。本发明优选将混合均匀的溶液在无水乙醇中沉降，得到固体复合材料，然后置于通风橱中使溶剂挥发，最后用真空泵抽提，去除残留的溶剂，得到用于组织修复的纳米复合材料(PAP/op-HA/PLGA)。按照本发明，所述嵌段共聚物具有电活性，能够在电信号的剌激下促进细胞增殖，加快组织修复的速度。所述嵌段共聚物在水和氯仿、四氢呋喃等低沸点溶剂中溶解度较高。而引入的苯胺低聚体虽然不可生物降解，但由于其共轭结构较短，能够通过肾脏排出体外。因此，嵌段共聚物使得所述用于组织修复的纳米复合材料具有良好的电活性。按照本发明，所述嵌段共聚物优选为分子量小于1000的苯胺齐聚物与脂肪族环酯的嵌段共聚物，优选为三嵌段或多嵌段。按照本发明，所述嵌段共聚物按所述常规组织修复材料、纳米羟基磷灰石和嵌段共聚物总量的重量百分比优选为0.1%_20%，更优选为0.1%_15%，最优选为0.1%-10%。本发明对嵌段共聚物、纳米羟基磷灰石和常规组织修复材料的来源没有特殊限制，优选为本领域技术人员熟知的方法制得或从市场上购得。与现有技术相比，本发明将纳米羟基磷灰石与常规组织修复材料(如PLA、PCL、PLGA)混合制备基质材料，然后在基质材料中引入脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物，最后得到用于组织修复的纳米复合材料。本发明所使用的常规组织修复材料与纳米羟基磷灰石或低聚物接枝的纳米羟基磷灰石结合能够提高纳米复合材料的力学性能，增加组织细胞的活性，减轻常规组织修复材料引起的炎性反应；本发明所引入的嵌段共聚物使所述纳米复合修复材料具有良好的电活性，能够加快组织修复速度；因此，本发明所制备的纳米复合修复材料既具有足够的机械强度，又具有良好的电活性和生物活性。实验表明，通过对本发明提供的方法制备的用于组织修复的纳米复合材料具有良好的力学强度、无细胞毒性、生物相容性好，可加工成利于不同组织生长的结构，同时，通过对用本发明公开的用于组织修复的纳米复合材料制备的组织工程支架进行相应电信号剌激，能够提高细胞或组织的粘附性和增殖能力，上调骨活性相关基因的表达水平，提高骨修复的能力。本发明还公开了一种复合膜材料，由上述技术方案所述的用于组织修复的纳米复合材料制备。本发明对复合膜材料的制备方法没有特殊限制，优选为本领域技术人员熟知的方法，包括但不限于以下方法将用于组织修复的纳米复合材料溶于氯仿，制成氯仿溶液，将氯仿溶液铺于硅化的盖玻片上，真空干燥后得到复合膜。本发明还公开了一种组织工程支架材料，由上述技术方案所述的用于组织修复的纳米复合材料制备。本发明对组织工程支架材料的制备方法没有特殊限制，可以为超临界C02发泡法、熔体模压/颗粒浸出法、冷冻干燥法、静电纺丝法、成型法、化学发泡法、纤维粘结法或本领域技术人员熟知的其他方法。按照本发明，采用超临界C02发泡法制备组织工程支架材料优选包括以下步骤将用于组织修复的纳米复合材料溶于氯仿，制成氯仿溶液，将氯仿溶液铺于玻璃皿中干燥后，得到膜；将所述膜放入反应釜中，使用超临界流体泵泵入C02气体，发泡条件7为C02浸润压力为20MPa，温度8(TC，浸润时间为1小时，放气时间为30秒，得到组织工程支架材料。按照本发明，采用熔体模压/颗粒浸出法制备组织工程支架材料优选包括以下步骤将用于组织修复的纳米复合材料与氯化钠颗粒投入本领域技术人员熟知的密炼机中搅拌均匀，制成材料和盐颗粒的复合物，将复合物采用本领域技术人员熟知的方法模压成薄板；采用本领域技术人员熟知的方法去除薄板中的盐颗粒，将材料干燥、消毒后，得到组织工程支架材料。按照本发明，采用冷冻干燥法制备组织工程支架材料优选包括以下步骤将用于组织修复的纳米复合材料与1，4-二氧六环放入锥形瓶中，采用本领域技术人员熟知的方法搅拌均匀后，在4t:的条件下真空干燥，采用本领域技术人员熟知的方法去除溶剂后得到组织工程支架材料。为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明提供的用于组织修复的纳米复合材料及其制备方法进行描述。实施例1将85.9mgPLGA在室温下溶解于三氯甲烷中，搅拌，充分溶解后缓慢加入14mg纳米羟基磷灰石，充分搅拌，得到基质溶液；将0.lmg脂肪族聚酯与苯胺低聚体的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基质溶液中，进行磁力搅拌、超声振荡，在无水乙醇中沉降，得到固体复合材料；然后置于通风橱中使溶剂蒸发，用真空泵抽提，去除残余溶剂，制备得到用于组织修复的纳米复合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比为0.1%。实施例2将85mgPLGA在室温下溶解于三氯甲烷中，搅拌，充分溶解后缓慢加入14mg纳米羟基磷灰石，充分搅拌，得到基质溶液；将lmg脂肪族聚酯与苯胺低聚体的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基质溶液中，进行磁力搅拌、超声振荡，在无水乙醇中沉降，得到固体复合材料；然后置于通风橱中使溶剂蒸发，用真空泵抽提，去除残余溶剂，制备得到用于组织修复的纳米复合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比为1%。实施例3将75mgPLGA在室温下溶解于三氯甲烷中，搅拌，充分溶解后缓慢加入15mg纳米羟基磷灰石，充分搅拌，得到基质溶液；将lOmg脂肪族聚酯与苯胺低聚体的嵌段共聚物溶解在三氯甲烷中，然后加入到基质溶液中，进行磁力搅拌、超声振荡，在无水乙醇中沉降，得到固体复合材料；然后置于通风橱中使溶剂蒸发，用真空泵抽提，去除残余溶剂，制备得到用于组织修复的纳米复合材料(PAP/op-HA/PLGA);所述PAP/op-HA/PLGA中，嵌段共聚物的重量百分比为10%。实施例4将85mgPLGA在室温下溶解于三氯甲烷中，搅拌，充分溶解后缓慢加入15mg纳米羟基磷灰石，充分搅拌，得到基质溶液；然后在无水乙醇中沉降，得到固体复合材料；然后置于通风橱中使溶剂蒸发，用真空泵抽提，去除残余溶剂，制备得到未引入嵌段聚合物的用于组织修复的纳米复合材料(叩-HA/PLGA)。实施例5取实施例1制备的PAP/op-HA/PLGA，使用CHI-630电化学分析仪分析进行分析，设置分析仪的操作参数如下扫描速率为100mV/s，起始电位为-0.1V，终止电位为+1.0V，将所述PAP/op-HA/PLGA涂在薄的ITO玻璃表面作为工作电极^8/^8+为参比电极；启动仪器，获得如图1所示的循环伏安曲线图。所述PAP/op-HA/PLGA中AP嵌段上有5个苯环时，为还原态(LM)。在电压从-O.IV逐渐增加的过程中，AP嵌段中的一个苯环被氧化成醌环，即具有四个苯环和一个醌环时，PAP/op-HA/PLGA呈中间氧化态(EM);随着电压的增加，AP嵌段中的第二个苯环被氧化成醌环，PAP/op-HA/PLGA呈高氧化态(PN)，即AP嵌段有三个苯环两个醌环。当电压从+0.IV逐渐减少时，高氧化态的PAP/op-HA/PLGA还原成为中间氧化态，再从中间氧化态还原成为还原态。在线性电压的作用下，这三种氧化态可以重复的相互转化，这种转化关系表现在循环伏安谱图中，如图l所示的循环伏安曲线图。图中第一对氧化还原峰对应的是PAP/op-HA/PLGA的LM和EM的相互转化关系，其氧化还原电位是0.34V;第二对氧化还原峰对应的是PAP/op-HA/PLGA的EM和PN的相互转化关系，对应的氧化还原电位是0.63V。这三种氧化还原状态可以相互转化证明PAP/op-HA/PLGA作为电极是可逆的，证明PAP/op-HA/PLGA具有良好的电活性。实施例6取实施例3制备的PAP/op-HA/PLGA，使用与实施例5相同的仪器、试剂和操作步骤对所述PAP/op-HA/PLGA进行分析，得到的循环伏安曲线图中，第一对氧化还原峰对应的是PAP/op-HA/PLGA的LM和EM的相互转化关系，其氧化还原电位是0.34V;第二对氧化还原峰对应的是PAP/op-HA/PLGA的EM和PN的相互转化关系，对应的氧化还原电位是0.63V，证明PAP/op-HA/PLGA具有良好的电活性。实施例7将实施例2制备的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液；然后将氯仿溶液铺于2.4cm*2.4cm的硅化的方形盖玻片，真空干燥48小时，得到复合材料膜；将所述复合材料膜表面喷金，用场发射扫描电镜进行表面形貌分析，参见图2，图2为本发明实施例公开的用于组织修复的纳米复合材料制备的复合膜材料的表面形貌。实施例8将实施例2制备的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液；然后将氯仿溶液铺于玻璃平皿中，干燥，采用超临界C02发泡法制备组织工程支架材料，发泡条件如下C02浸润压力为20MPa，温度为8(TC，浸润时间1小时，放气时间30s;将所述组织工程支架材料表面喷金，用场发射扫描电镜进行表面形貌分析，参见图3，图3为本发明实施例公开的以用于组织修复的纳米复合材料为原料、用超临界C02发泡法制备的组织工程支架材料的表面形貌。由图可知，超临界C02发泡后的材料表面有无数微孔，孔径范围在十几纳米到几十微米之间，实性结构基本不存在，说明所述用于组织修复的纳米复合材料具有可加工性，能够加工成利于不同组织生长的结构。实施例9将实施例2制备的PAP/op-HA/PLGA剪切成lcm*lcm的小块，加入氯化钠颗粒作为致孔剂，在160°C的条件下、60rmp的密炼机中搅拌5分钟，制成PAP/op-HA/PLGA和氯化钠的复合物；将所述复合物放入100mm*20mm*3mm的板型模具中，模压5分钟，得到3mm后的薄板；将薄板放入三蒸水中，在37t:的孵箱中浸泡1周，以彻底去除氯化钠；将除去氯化钠的薄板干燥、消毒后，得到不同孔隙率的支架材料，采用环氧乙烷对所述支架材料灭菌；将所述支架材料表面喷金，用场发射扫描电镜进行表面形貌分析，参见图4，图4为本发明实施例公开的以用于组织修复的纳米复合材料为原料、通过熔体模压/颗粒浸出法制备的组织工程支架材料的表面形貌；由图可知，熔体模压/颗粒浸出法制备的组织工程支架材料表面空隙分布均匀，孔与孔间相连通，说明所述用于组织修复的纳米复合材料具有可加工性，能够加工成利于不同组织生长的结构。实施例10将实施例2制备的PAP/op-HA/PLGA与1，4_二氧六环按lg:10ml的比例放入锥形瓶中，超声振荡3小时，磁力搅拌均匀，在fC的条件下冷冻24小时，4t:条件下真空干燥至溶剂完全抽干，得到组织工程支架材料；将所述支架材料表面喷金，用场发射扫描电镜进行表面形貌分析，见图5，图5为本发明实施例公开的以用于组织修复的纳米复合材料为原料、通过冷冻干燥法制备的组织工程支架材料的表面形貌。由图可知，冷冻干燥法制备的组织工程支架材料表面空隙分布均匀，孔与孔间相连通，说明所述用于组织修复的纳米复合材料具有可加工性，能够加工成利于不同组织生长的结构。实施例11依据GB/T1014-1992，使用Instron1121电子式万能试验机分别对嵌段共聚物含量为0.lwt^、lwt^和10%wt的用于组织修复的纳米复合材料进行压縮强度的测试。分别将实施例2和实施例3制备的材料放入试验机的压縮头之间，进行抗压测试直至所述材料变形，压縮机的加载速度为5mm/min，实验结果如表1所示表1本发明实施例制备的纳米复合材料的压縮强度测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>实施例12对PAP/op-HA/PLGA进行生物相容性评价(1)实验过程如下将实施例1制备的PAP/op-HA/PLGA溶于氯仿，制成10%的氯仿溶液，将溶液铺于玻璃平皿中，真空干燥48小时，制成2mm的薄膜；用蒸馏水冲洗薄膜，干燥后，用紫外线对所述薄膜两面各消毒30分钟；参照医用植入材料生物学评价国家标准钟的方法制备材料浸提液，材料表面积(cm2)与浸提液体积比(mL)为3:1，在37。C水浴箱中用无血清DMEM/F12培养液浸泡48小时，制成材料浸提液，然后用无菌滤头过滤灭菌，置于4t:的条件下备用；以所述材料浸提液为实验组，苯酚稀释液和生理盐水分别为阳性对照组和阴性对照组评价PAP/op-HA/PLGA的生物相容性，实验步骤如下将浸提液用含血清的培养液稀释，按浸提液与培养液的体积比为1:l，l:2，i:4，i:8，i:ie和i:32分别稀释成6个浓度，每个浓度组设6个平行样；使用孔板作为培养基，每个孔内倒入200i！L液体；将第四代兔成骨细胞胰酶消化、洗涤后，按5*103个细胞/孔接种于上述液体中，然后将孔板在37°〇、5%的C02、200iiL二甲基亚砜的培养箱中放置30分钟。用全自动酶标仪测量490nm时的吸光度(A)值，6个平行样取平均值作为该样本的吸光度值；分别对阳性对照组和阴性对照组进行上述操作。(2)评价标准及实验结果如下以细胞毒性分级为生物相容性的评价标准；根据相对生长率(RGR)值进行细胞毒性分级，分级标准见表2。表2细胞毒性分级标准细胞毒性分级细胞相对增殖率(°/)0>100I75-99II50-74III25-49IV1-24V<1其中，材料浸提液组的细胞相对增殖率=(材料浸提液组A490/阴性对照组A490)*100%阳性对照组的细胞相对增殖率=(阳性对照组A490/阴性对照组A490)*100%。结果判定标准为细胞毒性分级为0级和i级认为无细胞毒性；11级为轻度细胞毒性；iii级和iv级为中度细胞毒性；v级为明显细胞毒性。本发明的实验结果如下阳性对照组稀释浓度为i:i、i:2禾pi:4时，细胞毒性级为iv级，稀释浓度为其他比例时，细胞毒性级为iii级；材料浸提液组为各个稀释浓度时，细胞相对增值率值均在75%-99%之间，细胞毒性级别为i级，按照上述判定标准，认为材料浸提组为各个稀释浓度时均无细胞毒性。因此，本发明提供的PAP/op-HA/PLGA具有良好的生物相容性。实施例1311用RT-PCR法检测本发明提供的PAP/op-HA/PLGA对兔成骨细胞成骨能力的影响。(l)实验过程如下实验分为无膜(Glass)无电剌激组、op-HA/PLGA无电剌激组、PAP/op-HA/PLGA无电剌激组、无膜(Glass)加电剌激组、op-HA/PLGA加电剌激组和PAP/op-HA/PLGA加电剌激组；分别将涂有实施例3制备的op-HA/PLGA的方形盖玻片、涂有实施例1制备的PAP/op-HA/PLGA的方形盖玻片和未涂材料的方形盖玻片放入6孔培养板中，紫外线照射40分钟灭菌；然后分别在op-HA/PLGA和PAP/op-HA/PLGA上接种兔成骨细胞，未涂材料的方形盖玻片上也接种兔成骨细胞，密度为5*104个细胞/孔，在37°C、5%的C02的培养箱中培养；分别提取细胞中的RNA，进行反转录在RCR仪中42。C时反应1小时，然后升温至7(TC反应10分钟，将得到的产物在-2(TC的条件下保存；用荧光实时定量PCR仪对所述产物进行扩增反应，反应条件如下预变性温度为95°C，反应2分钟；解链温度为95°C，反应10秒；退火温度为54°C，反应20秒；延伸温度为72"，反应10秒；每个样品设三个平行样，取平均值。(2)实验结果实验结果表明，PAP/op-HA/PLGA无电剌激组骨形态蛋白_2基因表达水平分别高于Glass无电剌激组和op-HA/PLGA无电剌激组，结果统计学差异P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加电剌激组骨形态蛋白_2基因表达水平分别高于Glass加电剌激组和op-HA/PLGA加电剌激组，结果统计学差异P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加电剌激组骨形态蛋白_2基因表达水平高于PAP/op-HA/PLGA无电剌激组，结果统计学差异P<0.05;实验结果表明，PAP/op-HA/PLGA无电剌激组、Glass无电剌激组和op-HA/PLGA无电剌激组无明显差异；PAP/op-HA/PLGA加电剌激组和op-HA/PLGA加电剌激组的胶原蛋白-I基因表达水平明显高于Glass加电剌激组，结果统计学差异P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加电剌激组胶原蛋白-I基因表达水平高于PAP/op-HA/PLGA无电剌激组，结果统计学差异P<0.05;实验结果表明，PAP/op-HA/PLGA无电剌激组骨连接蛋白基因表达水平分别高于Glass无电剌激组和op-HA/PLGA无电剌激组，结果统计学差异P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加电剌激组和op-HA/PLGA加电剌激组的骨连接蛋白基因表达水平明显高于Glass加电剌激组，结果统计学差异P<0.05;PAP/op-HA/PLGA加电剌激组骨连接蛋白基因表达水平高于PAP/op-HA/PLGA无电剌激组，结果统计学差异P<0.05;由此可知，PAP/op-HA/PLGA能够提高细胞粘附的能力、促进细胞增殖，上调骨形态蛋白_2、胶原蛋白-I和骨连接蛋白的基因表达水平，尤其是在接受电信号剌激后，上述作用更加明显。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。权利要求一种用于组织修复的纳米复合材料，其特征在于，包括具有电活性的嵌段共聚物、纳米羟基磷灰石和常规组织修复材料；所述嵌段共聚物为脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物；所述常规组织修复材料为聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述嵌段共聚物在所述纳米复合材料中按重量比为0.1%-10%。3.根据权利要求2所述的材料，其特征在于，所述嵌段共聚物为分子量小于1000的苯胺齐聚物与脂肪族环酯的嵌段共聚物。4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述纳米羟基磷灰石为低聚物接枝的纳米羟基磷灰石。5.根据权利要求4所述的材料，其特征在于，所述纳米羟基磷灰石在所述纳米复合材料中按重量百分比为10%-20%。6.—种用于组织修复的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括a)将常规组织修复材料溶解于溶剂中，然后向所述溶剂中加入纳米羟基磷灰石，搅拌均匀，得到基质材料；所述常规组织修复材料为聚丙交酯_乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯；b)将嵌段共聚物溶解于溶剂中，然后加入到步骤a)得到的基质材料中，混合均匀后沉降、去除溶剂，得到纳米复合材料；所述嵌段共聚物为脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述嵌段共聚物按常规组织修复材料、纳米羟基磷灰石和嵌段共聚物总量的重量百分比为0.1%-10%。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述纳米羟基磷灰石按常规组织修复材料、纳米羟基磷灰石和嵌段共聚物总量的重量百分比为10%_20%。9.一种复合膜材料，其特征在于，由权利要求1-5任意一项所述的用于组织修复的纳米复合材料制备。10.—种组织工程支架材料，其特征在于，由权利要求1-5任意一项所述的用于组织修复的纳米复合材料制备。全文摘要本发明公开了一种用于组织修复的纳米复合材料，包括具有电活性的嵌段共聚物、纳米羟基磷灰石和常规组织修复材料；所述嵌段共聚物为脂肪族聚酯与苯胺齐聚物的嵌段共聚物；所述常规组织修复材料为聚丙交酯-乙交酯、聚丙交酯或聚己内酯。本发明还公开了一种用于组织修复的纳米复合材料的制备方法，包括a)将常规组织修复材料溶解于溶剂中，然后向所述溶剂中加入纳米羟基磷灰石，搅拌均匀，得到基质材料；b)将嵌段共聚物溶解于溶剂中，然后加入到所述基质材料中，混合均匀后沉降、去除溶剂。本发明所制备的用于组织修复的纳米复合材料在具备无毒性、生物降解性、可加工性的同时，具备了足够的机械强度、良好的电活性和生物相容性。文档编号A61L27/44GK101716381SQ20091026539公开日2010年6月2日申请日期2009年12月30日优先权日2009年12月30日发明者于婷,崔巍巍,崔立国,庄秀丽,徐洋,王宇,王宗良,章培标,邬海涛,陈学思申请人:中国科学院长春应用化学研究所