本发明专利技术公开了一种聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料及其制备与应用。所述聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料含有0.05～60％质量百分含量的聚多巴胺改性埃洛石纳米管和40～99.95％质量百分含量的聚乳酸。本发明专利技术对埃洛石纳米管表面进行聚多巴胺改性，解决了埃洛石纳米管在聚乳酸基体中的分散性以及两相间的界面相容性，实现埃洛石纳米管对聚乳酸基体的有效增强；且可赋予改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料优异的细胞亲和性和成骨活性；更为有意义的是，还可进一步利用聚多巴胺层在埃洛石纳米管表面生物矿化形成羟基磷灰石晶体，最终赋予改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料良好的骨诱导性。本发明专利技术制备方法简单、反应条件温和、价格低廉、适合工业生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳 酸复合材料及其制备与应用。
技术介绍
聚乳酸是一类经过美国FDA(Food and Drug Administration，FDA)批准可用于生 物医用材料产品制造的高分子材料。聚乳酸无毒、无刺激，具有良好的生物相容性和生物降 解性能，作为骨折内固定材料、组织工程支架材料、药物释放载体材料等得到了广泛的应 用;然而，聚乳酸材料在实际应用中仍然还存在力学性能不够理想、生物相容性和亲水性有 待提高等问题。通过在聚乳酸基体中加入纳米尺寸的无机填料如羟基磷灰石、碳纳米管、纳 米氧化锌、二氧化硅等制备纳米复合材料，可有效提高聚乳酸材料的力学性能以及生物相 容性等。中国专利CN104130560A(纳米羟基磷灰石取向分布增强聚乳酸复合材料的制备方 法）中，通过改性后的纳米羟基磷灰石与聚乳酸共混挤出成型，所得复合材料的综合力学性 能得到了极大的提高。 埃洛石纳米管(Al2Si2〇5(〇H)4 · nH2〇，HNTs)是一种天然的铝硅酸盐纳米粘土，主要 以多壁纳米管状的形态存在自然界中，通常，其管长为〇.4-5um，内径为3-20nm，外径为10-150nm。埃洛石纳米管因具有较大的长径比、中空纳米管状结构、良好的生物相容性、来源广 泛和价格便宜等优点，近年来被广泛引入到聚合物基体中以改善材料的力学性能等。然而， 在聚合物基体中加入无机纳米粒子，无机粒子和聚合物通常以物理方式结合，两相的界面 结合力较弱；且纳米无机粒子高的表面能，使无机粒子分散不均匀、容易团聚，最终导致无 机粒子/聚合物纳米复合材料的力学性能难以有效提高，其他一些性能往往也不够理想。中 国专利ZL201210421335.1(改性埃洛石纳米管增强生物降解聚酯复合材料的制备方法）中， 利用埃洛石纳米管表面的大量羟基，通过化学接枝改性引入乳酸或聚乳酸链段，有效解决 了埃洛石纳米管在生物降解聚酯基体中的分散性和两相的界面相容性，赋予材料良好的力 学性能;然而，埃洛石纳米管以及其表面修饰的乳酸或者聚乳酸对生物降解聚酯基体的细 胞亲和性的改善极其有限，且均不具备促骨组织愈合的能力；另外，涉及的接枝改性方法较 繁琐，往往需要较高的反应温度和有机溶剂的使用。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种聚多巴胺 改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料，该复合材料采用聚多巴胺改性埃洛石纳米管作为填 料，有效提高复合材料的力学性能、细胞亲和性和促骨组织愈合能力。 本专利技术的另一目的在于提供一种简单易行、反应条件温和、无溶剂、操作方便、可 大规模生产的聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料的制备方法。该方法是利用多 巴胺的氧化自聚合反应在埃洛石纳米管表面修饰一层生物粘附涂层一聚多巴胺层：一方 面，聚多巴胺层作为埃洛石纳米管--聚乳酸相互作用的桥梁，实现埃洛石纳米管在聚乳酸 基体中的均匀分散，解决埃洛石纳米管与聚乳酸基体间界面结合力弱的不足，有效提高复 合材料的力学性能；另一方面，聚多巴胺层的引入还可以赋予制得的复合材料优异的亲水 性和细胞亲和性；而且，还可以进一步利用聚多巴胺层在埃洛石纳米管表面生物矿化形成 羟基磷灰石晶体，最终赋予改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料良好的骨诱导性。 本专利技术的再一目的在于提供上述聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料的 应用。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料，所述复合材料含有0.05~ 60 %质量百分含量的聚多巴胺改性埃洛石纳米管和40~99.95 %质量百分含量的聚乳酸。 优选的，所述聚多巴胺改性埃洛石纳米管表面聚多巴胺层的质量百分含量为0.5 ~85%〇 优选的，所述聚乳酸具体包括聚(L-乳酸)和聚(D，L_乳酸）。 一种聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料的制备方法，所述聚多巴胺改 性埃洛石纳米管通过以下步骤制得:将埃洛石纳米管均匀分散在多巴胺溶液中，埃洛石纳 米管与多巴胺的质量比为15:85~90:10，搅拌0.5~48h;然后对混合溶液进行离心分离，同 时使用去离子水和无水乙醇对沉淀进行多次洗涤，最后取下层沉淀，真空干燥，得到聚多巴 胺改性埃洛石纳米管。 优选的，所述聚多巴胺改性埃洛石纳米管还可为表面含有生物矿化羟基磷灰晶体 层的聚多巴胺改性埃洛石纳米管，具体通过以下步骤制备： (1)将埃洛石纳米管均匀分散在多巴胺溶液中，埃洛石纳米管与多巴胺的质量比 为15:85~90:10，搅拌0.5~48h;然后对混合溶液进行离心分离，同时使用去离子水和无水 乙醇对沉淀进行多次洗涤，最后取下层沉淀，真空干燥，得到聚多巴胺改性埃洛石纳米管； (2)将聚多巴胺改性埃洛石纳米管浸泡在模拟体液中，模拟体液组成为：Na+， 142.0mmol/L;K+，5.5mmol/L；Mg 2+，1 · 5mmol/L; Ca2+，2 · 75mmol/L;Cl-，165 · 5mmol/L;HC〇3-， 5.3mmol/L; HP〇42-; 1.5mmol/L; S〇42-，0.65mmo 1/L;模拟体液用三甲基氨基甲烷/盐酸缓冲溶 液调其pH值为7.4,并于37°C下恒温静态浸泡5~14d，然后取出用丙酮和去离子水冲洗，再 经真空干燥，得到表面含有羟基磷灰石晶体的聚多巴胺改性埃洛石纳米管。 所述聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料的制备方法为溶液共混法、熔 融共混法或静电纺丝法。 所述溶液共混法步骤为:将聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到溶液;然后将聚多巴胺 改性埃洛石纳米管分散在上述溶液中，再经过超声分散、浇注、挥发溶剂和真空干燥，得到 所述聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料。 所述熔融共混法步骤为:将聚多巴胺改性埃洛石纳米管和聚乳酸微粒混合，投入 精密注射机注射成型或双螺杆挤出机挤出成型，得到所述聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚 乳酸复合材料。 所述静电纺丝法步骤为:将聚乳酸溶于有机溶剂中，得到质量体积浓度为4~15% 的溶液;将聚多巴胺改性埃洛石纳米管均匀分散在上述溶液中，超声振荡后在10~25kV的 静电压下进行纺丝，得到聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸静电纺丝复合膜(即所述的聚 多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料）。 上述复合材料制备方法中，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或两种。 所述的聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料在生物医用领域中的应用。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果： (1)在埃洛石纳米管表面修饰聚多巴胺，有效解决埃洛石纳米管在聚乳酸基体中 的分散性以及两相间的界面相容性，实现埃洛石纳米管对聚乳酸基体的有效增强。 (2)聚多巴胺层具有优异的亲水性、细胞亲和性以及良好的成果活性，有效弥补生 物降解聚酯亲水性和细胞亲和性差、缺乏成骨活性等不足，赋予复合材料良好的生物功能 性。 (3)聚多巴胺层可促进材料表面的生物矿化，在埃洛石表面修饰聚多巴胺层，可以 利用聚多巴胺层在埃洛石纳米管表面生物矿化形成羟基磷灰石晶体，赋予复合材料良好的 骨诱导性。[00当前第1页1 2 3&n本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚多巴胺改性埃洛石纳米管/聚乳酸复合材料含有0.05～60％质量百分含量的聚多巴胺改性埃洛石纳米管和40～99.95％质量百分含量的聚乳酸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗丙红，罗闯，文伟，周长忍，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。