[发明专利]介孔氧化硅粒子/可降解聚合物纳米复合纤维及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种介孔材料/聚合物纳米复合纤维及其制备方法和应用，具体涉及一种介孔氧化硅粒子/可降解聚合物纳米复合纤维及其制备方法和应用。

背景技术

具有与体内细胞外基质(ECM)相似的结构、较高的比表面积/体积比和长/径比、高的孔隙率和孔连通性以及良好的生物相容性和生物降解性，纳米纤维，特别是以生物可降解聚合物材料为基质的纳米纤维被证明能够显著促进细胞的粘附、铺展、定向生长，呈现出优异的生物学活性(Jin HJ，Fridrikh SV，Rutledge GCand Kaplan DL.Biomacromolecules，2002，3：1233；Li M，Mondrinos MJ，Gandhi MR，KoFK，Weiss AS and Lelkes PI.Biomaterials，2005，26：5999)。因而被广泛用做组织工程支架、药物可控释放、伤口包覆以及功能性隔膜等，备受关注(Matthews JA，WnekGE，Simpson DG and Bowlin GL Biomacromolecules，2002，3：232；Yoshimoto H，Shin YM，Terai H and Vacanti JP Biomaterials，2003，24：2077)。

近年来，为了进一步提高和优化纳米纤维的性能，研究者提出并发展了纳米复合纤维。其中，功能无机粒子/聚合物纳米纤维是重要的一种。已有的研究表明，具有特殊功能纳米粒子的引入可大大地提高纳米纤维的力学性能和生物活性等等。如纳米羟基磷灰石被引入构建骨组织工程用纳米纤维材料中可显著提高成骨相关细胞的粘附、增殖和分化，以及骨的矿化和沉积(Fujihara K，Kotaki M and Ramakrishna S.Biomaterials，2005，26：4139；Chen F，Tang QL，Zhu YJ，et al.Acta Biomaterialia 2010，6：3013)；复合纳米银粒子的纳米纤维表现出优异的抗菌性能(Naddaf Sichani G，Morshed M，Amirnasr M，J Appl Polym Sci 2010，116：1021，)等等。同时，纳米功能粒子也能够提高纳米纤维对药物的可控释放。

介孔氧化硅纳米粒子(MSNs)，由于具有均一的孔道、大的孔容和比表面积以及带有硅醇键、易于化学改性的孔道表面以及独特的细胞转运功能等优异的特性，使得介孔材料MSNs在难溶性药物和大分子药物，甚至蛋白分子的储藏、运输和可控释放方面显示出巨大的应用潜力。而且可以利用其有序的孔道作为“微反应器”来实现物质的快速流通扩散和反应。近年来，关于MSNs的可控制备、表面修饰和应用的研究报道较多，但关于其与纳米纤维的复合材料则鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介孔氧化硅粒子/可降解聚合物纳米复合纤维，通过介孔氧化硅粒子的复合来提高纳米纤维对药物/蛋白的高活性装载和可控释放，提高传统聚合物纳米纤维的生物降解性和力学强度，同时不影响纳米纤维的细胞相容性。

本发明的另一目的在于提供该介孔氧化硅粒子/可降解聚合物纳米复合纤维的制备方法。

本发明的第三目的在于提供该介孔氧化硅粒子/可降解聚合物纳米复合纤维的应用。

本发明的介孔氧化硅粒子/可降解聚合物纳米复合纤维，包括介孔氧化硅粒子和可降解聚合物纤维，其中，所述介孔氧化硅粒子分布在所述可降解聚合物纤维中。

根据本发明，所述介孔氧化硅粒子与所述可降解聚合物的质量比1∶5～500。

根据本发明，所述纳米复合纤维的直径为50nm～2μm，长度为20～800um。

根据本发明，所述介孔氧化硅粒子的孔径1～50nm，比表面积200～1400m²/g。本发明的介孔氧化硅粒子具有典型MCM-41型结构的材料，且分散良好。

根据本发明，所述可生物降解聚合物包括明胶、胶原、壳聚糖等天然聚合物材料以及聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-乙交酯等可生物降解聚合物材料。

根据本发明，所述介孔氧化硅粒子为装载有药物的介孔氧化硅粒子。

本发明提供的介孔氧化硅粒子/可降解聚合物纳米复合纤维的制备方法，包括如下步骤：

(a)、将可降解聚合物材料溶解在溶剂中形成聚合物溶液；

(b)、将介孔氧化硅粒子均匀分散在所述聚合物溶液中形成混合溶液；

(c)、采用静电纺丝技术将所述混合溶液进行纺丝得到纳米纤维，收集；