[发明专利]含碳纳米管的三维多孔支架材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域。更确切地说，本发明涉及用于骨组织缺损修复的一种含有碳纳米管的三维多孔支架材料及制备方法。

背景技术

组织工程可以实现组织再生。组织工程用支架材料通常需制备成三维多孔材料以便于细胞、血管和组织等的长入。对于骨组织工程用支架材料还需具有一定的力学性能。

目前，越来越多的纳米材料用于生物医用，甚至组织工程。具有代表性之一的碳纳米管(CNTs)，由于其独特的性能，正在受到越来越多的关注。到目前为止，大量的研究表明，其可用于生物医用，尤其与骨关联细胞有较好的相容性。成骨细胞以及骨关联细胞在CNTs上的贴附和生长性好于在胶原(天然骨的主要有机成分)上，然而CNTs的价格仅仅是胶原的数百分之一，而且其资源远远比胶原丰富；CNTs能够凭借其独特的性能能够吸附大量的特定蛋白，而这些蛋白可以促使细胞向成骨质细胞分化；天然骨的主要无机成分，纳米羟基磷灰石能在CNTs上自组装形成；CNTs有很好的骨组织相容性；与I型胶原相比，能更好地直接或间接促进骨组织生成(Li XM，Gao H，Uo M，Sato Y，Akasaka T，Feng QL，Cui FZ，Liu XH，Watari F.Effect of carbon nanotubes on cellular functions in vitro.J Biomed Mater Res.A 2009，91A：132-139；Li XM，Gao H，Uo M，Sato Y，Akasaka T，Abe S，Feng QL，Cui FZ，Watari F.Maturation of osteoblast-like SaoS2 induced by carbon nanotubes.Biomedical Materials 2009，4，article number：015005；Li XM，Fan YB，Watari F.Current investigations into carbon nanotubes for biomedical application.Biomedical Materials 2010；5，article number：022001；Usui Y，Aoki K，Narita N，Murakami N，Nakamura I，Nakamura K，Ishigaki N，Yamazaki H，Horiuchi H，Kato H，Taruta S，Kim YA，Endo M，Saito N.Carbon nanotubes with high bone-tissue compatibility and bone-formation acceleration effects.Small 2008，4：240-246.)。可见，CNTs很可能适用于制备骨组织工程支架材料，而且价格比较低廉。

目前国内外关于含有CNTs的骨修复材料的研究相对不是很多，主要局限于致密材料，二维薄膜材料以及粉体材料等。将单纯的CNTs制备成具有一定力学性能的三维多孔材料相对来讲比较困难。如果用聚乳酸(PLA)和CNTs复合，这样既可利用高分子聚合物的优良的力学性能和成型性又可利用CNTs的独特性能。

PLA是最早被美国食品药品管理局(FDA)批准用于生物医用的材料之一。目前其作为支架材料被广泛用于组织工程领域。然而，植入PLA，尤其是植入量较大时，极有可能会导致局部组织pH值明显下降、引发无菌性炎症等不良反应。所以，为了进一步优化CNTs和PLA复合而成的支架材料，需要加入另外一种材料以改善和抵消PLA的不足。