[发明专利]一种纳米二氧化硅/分解酶/聚己内酯复合微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及医用材料技术领域，提供了一种纳米二氧化硅/分解酶/聚己内酯复合微球及其制备方法和应用，本发明提供的复合微球包括囊壁和被包覆在囊壁内部的芯材；囊壁为聚己内酯，芯材为纳米二氧化硅/分解酶复合物，分解酶包括脂肪酶和/或K‑蛋白酶。本发明将分解酶固定到纳米二氧化硅的表面及孔中，可以保护分解酶的活性，并且在纳米二氧化硅/分解酶复合物外表面包覆一层聚己内酯囊壁，聚己内酯囊壁暂时将纳米二氧化硅/分解酶复合物封装起来，避免在加工过程中分解酶与各种溶剂直接接触，起到保护分解酶活性的作用；另外聚己内酯具有生物可降解性，随着囊壁的降解，分解酶被释放出来，从而起到调节脂肪族聚合物降解速率的作用。

技术领域

本发明涉及医用材料技术领域，特别涉及一种纳米二氧化硅/分解酶/聚己内酯复合微球及其制备方法和应用。

背景技术

脂肪族聚合物具有良好的生物相容性和可生物分解吸收性，最终可降解为二氧化碳和水，力学强度高，被广泛用作药物控制释放材料、手术缝合线、医用敷料等。

目前，聚乳酸是在医学领域最常用的一种脂肪族聚合物，聚乳酸纤维(polylacticacid(PLA)fiber，也称玉米纤维)是以玉米、木薯等含淀粉植物为原料，经过发酵、聚合、纺丝而制成的一种新型聚酯纤维，具有机械强度高、可完全生物降解、生物相容性好等诸多优点，被认为是21世纪非常有前途的生物降解材料之一。聚乳酸纤维医用制品中，纤维的降解周期与人体组织愈合时间相匹配问题是开发聚乳酸医用产品和扩大应用领域的重要课题。人体不同部位的伤口愈合时间是不相同的(如表1所示)，比如聚乳酸纤维膜作为医用敷料使用时，如果纤维膜降解过快则辅料过早失效；如果纤维膜降解过慢则影响伤口处细胞的愈合严重的还会使伤口处出现排异反应以及感染等问题；再比如，应用PLA可吸收手术缝合线缝合伤口时，如果缝合线降解过快、失效过早，伤口还未愈合恢复，会扩张崩裂，极其危险；如果缝合线降解过慢，缝合线本身长期占据缝合穿孔处，则会影响缝合穿孔处的组织生长，并且容易引起穿孔处的排异反应以及感染等问题。因此，PLA纤维的降解周期与组织愈合或细胞生长过程需要相互匹配，也就是说需要对PLA纤维的降解周期进行调控，才能保证PLA纤维效用的发挥。

表1不同类型伤口的愈合时间

目前，国内外对聚乳酸纤维的降解调控方法主要有以下几种：(1)通过调节材料的物理参数来改变材料的降解周期，如调节手术缝合线纤维的直径；(2)通过改性、共混或共聚等方法改变材料的组成及性质以增加或延缓其降解周期，如对骨折内固定材表面进行改性；(3)通过添加纳米功能材料调节脂肪族聚合物的降解周期，材料中掺杂石墨烯、蒙脱土等。但是，这些方法对PLA纤维的降解周期的调节范围比较窄，还不能完全满足医学领域中2～40周以上的较大范围降解周期的要求，尤其是2～24周范围的降解周期由于纤维初始强度的严重恶化而无法达到。

一般来说，PLA纤维的降解周期可以达到24～32周，而要达到2～24周的降解范围，就需要加快PLA纤维的降解速率，才能使其降解周期缩短。研究表明，分解酶(如脂肪酶、K-蛋白酶等)在保证活性的条件下能明显加快聚乳酸的降解速率，且分解酶具有无毒、环保、廉价等诸多优点，但脂肪酶添加到聚乳酸纤维中容易失效出现酶失活的问题。因此，保证脂肪酶活性成为限制分解酶发挥效能的关键难题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种纳米二氧化硅/分解酶/聚己内酯复合微球及其制备方法和应用。本发明提供的纳米二氧化硅/分解酶/聚己内酯复合微球可以保护分解酶的活性，将其添加到PLA纤维等脂肪族聚合物纤维膜中，能够显著加快其降解速率，且所得复合纤维膜的初始力学性能较好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种纳米二氧化硅/分解酶/聚己内酯复合微球，包括囊壁和被包覆在囊壁内部的芯材；所述囊壁为聚己内酯，所述芯材为纳米二氧化硅/分解酶复合物；所述纳米二氧化硅/分解酶复合物包括纳米二氧化硅和固定在纳米二氧化硅表面及孔中的分解酶。