Rgd多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-dl-乳酸)/改性羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可用于修复组织缺损的R⑶多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)/改性羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]在生物医用材料领域，近些年来特别关注可降解生物高分子材料，力学性能优，降解周期可控制，降解过程中水解或是酶解产生的小分子物质能够被人体吸收或是排出体夕卜，不会对人体造成伤害的生物高分子材料越来越受到人们的亲睐。天然高分子材料自身具有细胞识别信号，有利于细胞黏附，良好的生物相容性和细胞亲和性，但是降解性能较差。合成高分子如聚乳酸(PLA)，其生物降解性能优于天然高分子材料，但是缺乏细胞识别信号、细胞亲和性差，且降解呈酸性，容易造成组织无菌性坏死。
[0003]为了解决上述难题，对聚乳酸(PLA)进行改性，达到既能改善聚乳酸的细胞亲和性，又能提高其力学性能，由于聚乳酸表面缺乏反应活性基团，因此在聚乳酸侧链上引入马来酸酐、己二胺、R⑶多肽；己二胺的引入能够持续控制聚乳酸降解产生的酸性，R⑶多肽是最小的氨基酸序列，能与整合素蛋白特异性结合，有效地促进细胞对生物材料的粘附，改善细胞的亲和性；并与改性纳米羟基磷灰石混合制备的多孔材料，孔隙连通性较好有利于细胞的生长，以达到降解性能和力学性能皆优的聚乳酸仿生生物高分子材料。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提出一种RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)/改性羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法，所得材料为既有良好的生物相容性、细胞亲和性又有良好的降解性能和力学性能的仿生高分子材料。
[0005]为实现上述目的，本发明所提出的RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)/改性羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0006]I)首先在聚乳酸侧链上引入马来酸酐和己二胺，然后再接枝黏附性RGD多肽，增强细胞的亲和性；
[0007]2)然后将生成的RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)溶于二氯甲烷中，并将改性的纳米改性羟基磷灰石加入其中，超声分散，充分搅拌混合均匀；称取过分子筛的氯化钠颗粒，加入到上述混合溶液中，室温搅拌4h ;
[0008]3)待溶剂二氯甲烷挥发至适量后，再采用真空干燥的方式，使二氯甲烷挥发掉，将材料浸泡在蒸馏水中，析出氯化钠颗粒，最后获得RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)/改性羟基磷灰石多孔复合材料。
[0009]按上述方案，聚乳酸侧链上引入马来酸酐和己二胺的方法是:
[0010]a)首先以聚乳酸(PDLLA)、马来酸酐(MA)为原料，过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂，溶解在二氯甲烷中，搅拌使其混合均匀，真空干燥至恒重，在氮气保护下，90°C下高温熔融反应10h，THF-无水乙醇共沉淀法制得马来酸酐接枝的聚乳酸MPLA ；
[0011]b)将产物MPLA和适量己二胺分别溶解在适量的四氢呋喃(THF)中，低温搅拌下，将产物MPLA滴加在己二胺的四氢呋喃(THF)溶液中反应，后升温继续反应，混合液滴入到过量的蒸馏水中收集表面膜，得到己二胺改性的产物BMPLA。
[0012]按上述方案，接枝黏附性RGD多肽的方法是:
[0013]将产物BMPLA溶解在适量的THF中，调节pH，加入多肽缩合剂，冰水浴活化半个小时，调节pH为7?8，将溶解在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的RGD多肽滴加到产物BMPLA中，低温反应5?10h，滴入过量蒸馏水中，收集表面的膜，真空干燥至恒重得到RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)材料。
[0014]按上述方案，所述的步骤b)中，在温度5?20°C下搅拌，己二胺物质的量过量20?100%，混合物在低温下反应10?30min，升温至28°C反应30?60min。
[0015]按上述方案，所述的多肽缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)/1-羟基苯并三唑(HOBT)的混合液。
[0016]按上述方案，所述的纳米羟基磷灰石的改性方法是将纳米羟基磷灰石和γ _(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)，溶于乙酸中，调节pH为3.5?4.5，80°C下搅拌Ih,离心除去溶剂，80°C真空干燥12h，蒸馏水洗涤三次，得到改性的羟基磷灰石。
[0017]按上述方案，所述的改性羟基磷灰石的量是RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)质量的5%?15%。
[0018]本发明的优点是制作工艺简单，可控，充分利用了天然高分子和合成高分子自身的优点，将两者有机的结合在一起，材料中引入RGD多肽能够识别细胞，与细胞表面的受体结合，改善细胞的亲和性，有利于细胞的黏附性生长；己二胺的引入能够比单纯的复合羟基磷灰石更有效的控制降解过程中酸性的积累，防止植入组织无菌性坏死，研宄表明合适的孔径更有利于细胞的生长；由于所复合的纳米羟基磷灰石，降解过程中产生的钙离子也是骨组织、神经元等生长的必要物质，是一种有良好生物相容性的生物降解材料。因此本发明的复合材料既有良好的细胞相容性和细胞亲和性，又具有良好的降解性能和力学性能。
【附图说明】
[0019]图1为实施例1中马来酸酐接枝聚合物、己二胺接枝聚合物的红外图谱；
[0020]图2为实施例1中RGD多肽接枝的聚(马来酸酐_己二胺_DL_乳酸)水接触角图片；
[0021]图3为实施例1中RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺_DL_乳酸)/改性羟基磷灰石复合材料SEM图片；
[0022]图4为实施例1中RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺_DL_乳酸)/改性羟基磷灰石多孔复合材料SEM图片。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细的描述，但是此说明不会构成对本发明的限制。
[0024]实施例1
[0025]I)首先将5g聚乳酸(PDLLA)、0.5g马来酸酐(MA)、0.02g过氧化二苯甲酰(BPO)，溶解50ml在二氯甲烷中，搅拌使其混合均匀，真空干燥至恒重，在氮气保护下，90°C下高温熔融反应10h，THF-乙醇共沉淀法制得马来酸酐接枝的聚乳酸MPLA ；
[0026]2)将Ig产物MPLA和0.0192g己二胺分别溶解在50ml和5ml的四氢呋喃(THF)中，低温8°C下搅拌，将产物MPLA滴加在己二胺的四氢呋喃(THF)溶液中反应1min后升至28°C反应30min，混合液滴入到过量的蒸馏水中收集表面膜，得到己二胺改性的产物BMPLA,红外谱图显示在1647CHT1处出现了酰胺键的特征吸收峰和1558CHT1处出现了酰胺键的-N-H特征弯曲振动峰(如图1)；
[0027]3)将Ig产物BMPLA溶解在50ml的THF中，调节pH，加入0.15gl_乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和0.15gl-羟基苯并三唑(HOBT)，冰水浴(小于4°C )活化半个小时，调节pH为7?8，将1mg溶解在5mlN，N- 二甲基甲酰胺(DMF)中的RGD多肽滴加到产物BMPLA中，低温反应6h，滴入过量蒸馏水中，收集表面的膜，真空干燥至恒重得到RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)材料，通过静态水接触角测试显示经过RGD多肽改性的聚合物材料亲水性明显提高(如图2);
[0028]4)将纳米羟基磷灰石和γ_ (2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ-560)，溶于乙酸中，调节pH为3.5?4.5，80°C下搅拌lh，离心除去溶剂，80°C真空干燥12h，蒸馏水洗涤三次，得到改性的羟基磷灰石；将IgRGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二胺-DL-乳酸)材料溶于二氯甲烷中，并将0.05g改性的纳米羟基磷灰石加入到聚合物溶液中混合均匀，扫描电镜显示经过改性后的羟基磷灰石与接枝聚合物材料的界面相容性明显改善(如图3)，称取20g过分子筛的氯化钠颗粒，加入到上述混合溶液中，室温搅拌4h充分混合均匀；采用真空干燥方式，使上述有机溶剂挥发掉，将材料浸泡在蒸馏水中，析出氯化钠颗粒，最后获得RGD多肽接枝聚(马来酸酐-己二