[发明专利]一种不同纳米柱直径的聚乳酸阵列及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种不同纳米柱直径的聚乳酸阵列，是以不同规格的多孔阳极氧化铝作为模板，以聚乳酸薄膜为样本，采用压片机对置于模板表面上的样本常温压印获得的纳米柱直径、间距、深度和膜厚度不同的聚乳酸阵列；其中所述聚乳酸阵列是由浓度为0.05g/ml～5g/ml的聚乳酸二氯甲烷溶液通过蒸发形成的5μm～500μm厚度的聚乳酸薄膜构成，聚乳酸薄膜上具有纳米柱直径为50nm～500nm，间距为100nm～1μm，深度为50nm～200nm的阵列结构。实验证实聚乳酸阵列的不同纳米柱直径对干细胞的成骨分化具有不同程度的促进作用，可助于确定聚乳酸纳米阵列在骨修复应用中的最佳纳米柱直径参数。同时，本发明聚乳酸阵列制备方法简便快捷，可批量制备，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸阵列及其制备方法与应用，尤其涉及一种不同纳米柱直径的聚乳酸阵列及其制备方法与其在骨修复中的应用或在异位成骨过程中的应用，属于生物材料技术领域。

背景技术

随着社会的发展，组织工程研究领域得到广泛的关注和发展，生物材料表面纳米结构的设计是其中最重要的研究内容之一。现有的用于调节干细胞命运的纳米结构很多都是基于非生物降解性的材料衬底，如硅片、PMMA和二氧化钛等，这极大限制了纳米结构材料在临床上的应用。基于此，若在生物相容且可生物降解的生物医用材料表面构建纳米结构，可以融合材料本身和纳米结构的特点，推动纳米结构生物材料的临床应用。

随着纳米结构构建技术的日益成熟和完善，目前已经实现材料表面纳米结构的可控化设计和制备。材料表面规则纳米阵列的构建可以为干细胞提供特定的几何和机械力信息，以此影响干细胞的分化。目前已经有很多有关不同的规则纳米阵列结构对干细胞分化尤其是成骨分化影响的研究，具体包括纳米阵列有序度、纳米柱间距以及纳米柱长径比等对干细胞成骨分化的影响。这些研究结果都表明，只有特定的纳米阵列结构才能最有效地促进干细胞的成骨分化。除了以上纳米结构因素，纳米柱直径也是影响干细胞成骨分化最重要的因素之一，因此纳米阵列不同纳米柱直径对干细胞成骨分化的影响研究急待开展。

聚乳酸是一种公认生物相容性高且可生物降解的生物医用材料。经过表面处理后的聚乳酸可以作为理想的细胞培养衬底。相对于纳米刻蚀技术，多孔阳极氧化铝是一种有序度相对较高且制备方便成本较低的纳米阵列模板。但经检索发现，有关不同纳米柱直径的聚乳酸阵列及其制备方法与其在骨修复中的应用或在异位成骨过程中的应用的专利未见报道。

发明内容

针对目前对组织工程生物修复材料的需求，以及不同纳米柱直径的聚乳酸阵列及其在制备方法和应用上的空白，本发明提出了一种不同纳米柱直径的聚乳酸阵列及其制备方法与其在骨修复中的应用或在异位成骨过程中的应用。

本发明所述的不同纳米柱直径的聚乳酸阵列，是以不同规格的多孔阳极氧化铝作为模板，以聚乳酸薄膜为样本，采用压片机对置于模板表面上的样本常温压印获得的纳米柱直径、间距、深度和膜厚度不同的聚乳酸阵列；其特征在于：所述聚乳酸阵列是由浓度为0.05g/ml～5g/ml的聚乳酸二氯甲烷溶液通过蒸发形成的5μm～500μm厚度的聚乳酸薄膜构成，聚乳酸薄膜上具有纳米柱直径为50nm～500nm，间距为100nm～1μm，深度为50nm～200nm的阵列结构。

上述不同纳米柱直径的聚乳酸阵列中：所述聚乳酸阵列优选是由浓度为3.5g/ml～5g/ml的聚乳酸二氯甲烷溶液通过蒸发形成的250μm～500μm厚度的聚乳酸薄膜构成，聚乳酸薄膜上具有纳米柱直径为200nm～500nm，间距为500nm～1μm，深度为100nm～200nm的阵列结构。

本发明所述不同纳米柱直径的聚乳酸阵列的制备方法，步骤是：

(1)以如下比例将0.25g～100g的聚乳酸溶解在5ml～20ml二氯甲烷中，搅拌1～12h，形成浓度为0.05g/ml～5g/ml的聚乳酸二氯甲烷溶液；