[发明专利]一种具有仿生矿化和抗菌功能的聚乳酸纳米纤维复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有仿生矿化和抗菌功能的聚乳酸纳米纤维复合膜及其制备方法和应用，属于生物医用材料技术领域。本发明所述的聚乳酸纳米纤维复合膜PLA@PDA@(LbL)_n，具体由聚乳酸纳米纤维膜基体(PLA)，聚多巴胺过渡层(PDA)和功能涂层(LbL)_n组成；其中：所述聚多巴胺过渡层设置在聚乳酸纳米纤维膜基体和功能涂层之间，所述功能涂层是通过静电层层自组装获得的ε‑聚赖氨酸和海藻酸复合涂层。本发明制备的聚乳酸纳米纤维复合膜具有很好的仿生矿化能力、良好的抗菌性能及良好的生物相容性，在骨组织修复、引导骨组织再生膜等生物医用领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种具有仿生矿化和抗菌功能的骨组织修复材料，更具体地说，本发明涉及一种具有仿生矿化和抗菌功能的聚乳酸纳米纤维复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

因创伤、骨病、肿瘤等原因造成的骨缺损、骨不连患者越来越多。此外，因外伤、炎症、肿瘤等引起的牙槽骨缺损也成为社会关注的重要健康问题。在众多的治疗方案中，骨组织工程学为治疗骨缺损提供了新的选择。然而由细菌引发的感染是导致支架材料植入失败的重要原因，所以制备同时具有仿生矿化功能和抗菌功能的支架材料具有重要意义。

聚乳酸是一种重要的可再生的生物可降解高分子材料，具有良好的生物相容性和机械强度，被广泛地用在包装材料、纤维、组织工程、药物释放等领域，在骨科内固定材料和免拆手术缝合线等医用领域的应用也被深入研究。但是聚乳酸是一种疏水材料而且不具备仿生矿化能力，用作骨科固定材料时没有诱导骨修复的功能，同时又不具备抗菌性能，这将大大地限制聚乳酸在骨组织工程中的应用。

通过将具有矿化诱导能力或者抗菌功能的材料与聚乳酸复合可以使聚乳酸同时拥有仿生矿化能力和抗菌功能。例如将钛金属基材料、生物活性陶瓷、可降解高分子材料、多肽及蛋白类材料等材料与聚乳酸支架复合使其具备仿生矿化能力，将Ag、抗菌肽、抗生素等材料复合使其具备抗菌功能。但是通过简单的方法使聚乳酸支架同时具备仿生矿化功能和抗菌功能仍然是个挑战。

基于上述理由，特提出本申请。

发明内容

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种带阳离子的天然抗菌剂，具有良好的抗菌性能。海藻酸(ALG)是一种天然多糖，富含大量的羟基和羧基，有利于羟基磷灰石的沉积。将ε-聚赖氨酸和海藻酸通过简单的方法结合起来使支架同时具备仿生矿化功能和抗菌功能具有重要意义。

针对上述现有技术存在的问题或缺陷，本发明的目的在于提供一种具有仿生矿化和抗菌功能的聚乳酸纳米纤维复合膜及其制备方法和应用。本发明通过将贻贝仿生与层层组装结合的方法，在聚乳酸纳米纤维表面负载海藻酸和ε-聚赖氨酸，本发明通过控制组装层数，可以获得不同矿化能力和抗菌功能的聚乳酸纳米纤维复合膜。

为了实现本发明的上述第一个目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有仿生矿化和抗菌功能的聚乳酸纳米纤维复合膜PLA@PDA@(LbL)_n，具体由聚乳酸纳米纤维膜基体(PLA)，聚多巴胺过渡层(PDA)和功能涂层(LbL)_n组成；其中：所述聚多巴胺过渡层设置在聚乳酸纳米纤维膜基体和功能涂层之间，所述功能涂层是通过静电层层自组装获得的ε-聚赖氨酸和海藻酸复合涂层。

具体地，上述技术方案，所述聚乳酸纳米纤维膜基体提供了复合材料基本的力学性能；所述功能涂层具有抗菌和促进成骨的功能。

进一步地，上述技术方案，所述功能涂层的层数n不超过10。

本发明的第二个目的在于提供上述所述具有仿生矿化和抗菌功能的聚乳酸纳米纤维复合膜PLA@PDA@(LbL)_n的制备方法，所述方法包括如下步骤：