[发明专利]一种利用多巴胺修饰氧化石墨烯制备GO-PDA/PHBV复合骨支架的方法

说明书

本发明公开了一种利用多巴胺修饰氧化石墨烯制备GO‑PDA/PHBV复合骨支架的方法，该方法在氧化石墨烯表面沉积多巴胺，得到GO‑PDA粉末；所述GO‑PDA粉末与PHBV粉末通过液相混合后，固液分离，固体经过干燥和研磨，得到GO‑PDA/PHBV复合粉末；所述GO‑PDA/PHBV复合粉末通过选择性激光烧结得到GO‑PDA/PHBV复合骨支架。该方法利用多巴胺修饰氧化石墨烯，来促进氧化石墨烯的分散，防止其团聚，同时对氧化石墨烯片尖锐边缘进行修饰，避免对正常细胞的损伤，能更好发挥GO的生物活性，获得生物性能和机械性能更好的GO‑PDA/PHBV复合骨支架。

技术领域

本发明涉及一种复合骨支架，特别涉及一种利用多巴胺修饰氧化石墨烯改善聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)骨支架性能的方法，属于人工骨支架材料技术领域。

背景技术

聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)是一种生物高分子聚酯，具有好的生物相容性和可降解性，作为一种人工骨支架植入材料得到了国内外学者的广泛关注。然而PHBV本身存在亲水性差、机械强度低和细胞相容差等问题，极大地限制其在骨修复中的应用，因此研究PHBV骨支架材料的改性已成为热点。加入与基体材料相容性好的增强相是提高材料力学性能、亲水性能和赋予支架特殊功能的有效方法。

氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一种衍生物，其表面具有丰富的含氧基团使之具有优异的亲水性，同时GO具备优异的机械性能和良好的生物相容性，被认为是生物医学领域一种很有潜力的材料。目前有报道将氧化石墨烯用于改性聚合物材料以提高聚合物的亲水性和力学性能。然而GO具有大的比表面积和表面能以及强的范德华力，在聚合物基体中均匀分散十分困难，其团聚严重影响对聚合物的改性效果，特别是对于作为生物材料使用的聚合物材料，氧化石墨烯片尖锐的边缘易于穿透细胞膜并破坏细胞的正常功能使细胞失去活性。

发明内容

针对现有技术中PHBV复合骨支架材料亲水性差、机械强度低和细胞相容差等问题，以及GO分散性差，对聚合物改性效果差，同时氧化石墨烯片尖锐边缘可以穿透细胞膜并破坏细胞的正常功能使细胞失去活性等现象，导致其在生物材料改性应用受到局限，本发明的目的是在于提供一种利用多巴胺修饰GO来制备GO-PDA/PHBV复合骨支架材料的方法，该方法利用多巴胺修饰GO，来促进GO的分散，防止其团聚，同时对氧化石墨烯片尖锐边缘进行修饰，避免对正常细胞的损伤，能更好发挥GO的生物活性，获得生物性能和机械性能更好的GO-PDA/PHBV复合骨支架。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种利用多巴胺修饰氧化石墨烯制备GO-PDA/PHBV复合骨支架的方法，该方法是在氧化石墨烯表面沉积多巴胺，得到GO-PDA粉末；所述GO-PDA粉末与PHBV粉末通过液相混合后，固液分离，固体经过干燥和研磨，得到GO-PDA/PHBV复合粉末；所述GO-PDA/PHBV复合粉末通过选择性激光烧结得到GO-PDA/PHBV复合骨支架。

本发明采用多巴胺作为氧化石墨烯的修饰单体，多巴胺本是一种广泛存在于生物体内的化合物，具有较好的生物相容性和亲水性，其本身带有大量的酚羟基和氨基等官能团，这些官能团可通过共价键或非共价键方式与氧化石墨烯及PHBV之间的界面存在较强的结合力，从而可以促进氧化石墨烯在PHBV基体中的均匀分散，能有效防止氧化石墨烯的分散，同时多巴胺对氧化石墨烯的边缘进行填充修饰，减少对周围正常细胞的损伤，且亲水性有利于细胞粘附和增殖，更好地发挥介孔生物玻璃的生物活性，氧化石墨烯与PHBV基体复合后，大大提高PHBV的机械性能，从而制备的GO-PDA/PHBV复合骨支架具有良好生物活性和机械性能。

优选的方案，将多巴胺溶液与氧化石墨烯分散液搅拌混合，升温至40～60℃，调节混合体系pH至6～10，搅拌反应，反应完成后，固液分离，干燥，即得GO-PDA粉末。在中性偏碱性环境中多巴胺易于沉积在氧化石墨烯表面，在氧化石墨烯表面生成规整的包覆层。

较优选的方案，搅拌反应的时间为10～14h。

较优选的方案，所述多巴胺溶液的浓度为0.5～1.5mol/mL。