[发明专利]一种基于埃洛石和精氨酸改性聚酯脲氨酯复合材料及其制备与应用

说明书

本发明属于组织工程材料的技术领域，公开了一种基于埃洛石和精氨酸改性聚酯脲氨酯复合材料及其制备与应用。所述方法：1)在惰性氛围和搅拌的条件下，将聚己内酯二醇与六亚甲基二异氰酸酯在引发剂的作用下进行预聚反应，降温至40～70℃，加入L‑精氨酸‑1,8‑辛二醇酯溶液，继续反应5～10h，稀释，透析，冷冻干燥，获得聚酯脲氨酯材料；2)将聚酯脲氨酯材料溶解于有机溶剂中，加入埃洛石纳米管，分散均匀，成膜，获得复合材料。本发明的方法简单，所制备的复合材料具有良好的理化性能和生物学性能，可促进新骨的生成和骨缺损的修复并实现自身降解；用于骨组织工程材料领域。

技术领域

本发明属于组织工程技术和再生医学材料领域，具体涉及一种基于埃洛石纳米管和精氨酸改性的聚酯脲氨酯复合材料及其制备方法与应用。所述复合材料用作复合补片，用于骨组织工程材料领域。

背景技术

临床上，由外伤、癌症、免疫性疾病等造成的骨组织损伤时有发生，且呈现日益增长趋势。尽管骨组织有一定的再生能力，但是如果损伤严重，由于损伤处适于细胞生长的基质缺失，细胞会难以被募集到大面积的骨缺损部位，骨修复过程极为漫长，并且伴随着损伤部位微环境的改变，骨组织往往不能完全再生，仅是疤痕修复。现在临床上多采用自体骨移植来应对大范围缺损，但其来源有限，拆东墙补西墙的方法需要多次手术来完成，会给患者带来很多痛苦和额外的损伤。

组织工程和再生医学的发展则为骨修复提供了解决思路，组织工程支架植入体内，通过募集细胞，支持细胞的粘附、生长、增殖，诱导干细胞分化，可构建出利于组织再生的微环境，促进组织的再生和修复。组织工程支架材料是其中的重要的组成部分，优异的组织工程支架材料不仅要具有良好的生物相容性，能支持细胞生长，还需要有一定的功能性和生物活性，可在体内降解。常用的骨粉、羟基磷灰石、β-磷酸三钙等支架材料虽能在较小范围的骨缺损上取得良好的治疗效果，但它们在体内只起到骨传导的作用，自身并不能诱导骨再生，骨修复进程缓慢。天然材料和其相关水凝胶支架则往往受限于较低的力学性能和不匹配的降解，骨修复效果有限。

聚氨酯是一种具有高结构可调性的多嵌段聚合物，相对天然材料具有更好的机械性能，性质更稳定，更易于调控。适当的软硬段结构可制备具有良好生物相容性的生物医用聚氨酯材料，可降解软段如PCL的选用也可合成具有生物降解性的聚氨酯材料。这类聚氨酯可被制成多孔支架，用于骨组织的修复，但实际应用中，由于材料疏水的结构和分子间氢键作用力，使得材料降解极为缓慢，与组织的修复不匹配，支架未经过体外矿化处理的疏水表面也难以支持细胞的粘附和生长，且生物活性较差，难以诱导骨组织的再生修复。如何改善聚氨酯的亲水性，提高生物降解性，保证材料的生物相容性和安全性，赋予材料一定生物活性和骨诱导性，并且同时兼顾可加工性仍是亟待解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术的缺陷和不足，提供一种基于埃洛石和精氨酸改性聚酯脲氨酯复合材料的制备方法。本发明的方法所制备的复合材料具有一定的亲水性和生物活性，具备良好的细胞相容性，可支持细胞粘附、生长和增殖、诱导干细胞成骨分化，促进骨再生和修复，同时具备生物降解性，可随新骨的生成最终降解。

本发明另一个目的在于提供由上述方法制备的复合材料。

本发明再一个目的在于提供上述复合材料的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于埃洛石和精氨酸改性聚酯脲氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)在惰性氛围和搅拌的条件下，将聚己内酯二醇与六亚甲基二异氰酸酯在引发剂的作用下进行预聚反应，降温至40～70℃，加入L-精氨酸-1,8-辛二醇酯溶液，继续反应5～10h，稀释，透析，冷冻干燥，获得聚酯脲氨酯材料；所述六亚甲基二异氰酸酯与聚己内酯二醇的摩尔比为(1.2～2):1；所述预聚反应的温度为60～90℃，预聚反应的时间为0.5～2h；

2)将聚酯脲氨酯材料溶解于有机溶剂中，加入埃洛石纳米管，分散均匀，成膜，获得复合材料。