【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高强度图案化壳聚糖复合膜及其制备方法，属于生物医用材料领域。
技术介绍
1、壳聚糖(chitosan，cs)是甲壳素的脱乙酰化产物，其结构类似氨基多糖，对多种组织细胞的黏附、增殖以及功能化表达都具有促进作用，且降解产物无毒，因而已广泛用于生物医用领域，特别是用于牙科、骨科领域的引导骨组织再生膜。但单纯壳聚糖膜缺乏成骨活性，添加与自然骨无机成分类似的纳米羟基磷灰石(n-ha)，可提高成骨活性，因而n-ha/cs复合膜是引导骨组织再生膜研究的热点。常规的流延技术制备的n-ha/cs复合膜通常表面光滑，不利于细胞在膜表面的铺展、粘附、增殖和分化等行为，而采用微加工技术在材料表面制备拓扑结构使其图案化可相应地提高细胞相容性，如光刻、软刻蚀、热压印、蘸笔纳米刻蚀等技术。文献[jmaterchemb,2018,6,1018-1025]报道明胶表面微图案化可显著提高干细胞的成骨分化。另外文献[intjmol sci,2016,17,1243]报道激光微加工也可提高壳聚糖表面的亲水性。但以上都是利用昂贵的设备加工而成的图案，且通常为微米级，难以精确控制，同时加工过程中难免导致高聚物膜的热降解。因而有待于探索采用化学方法使壳聚糖膜表面图案化。
2、丁香醛是一种含有醛基的黄酮类多酚化合物，具有抗氧化、抗高血糖和抗炎活性，若用丁香醛对壳聚糖进行交联，则有望在化学交联过程中使壳聚糖表面获得大尺寸图案化，以进一步提高其对细胞的成骨分化作用。但由于壳聚糖本身力学性能较差，尤其是低分子量的壳聚糖，其降解也较快，故通常即使添加一些
3、剑麻类纤维是一类具有较高力学强度、耐摩擦、耐腐蚀及绿色可再生等特点的天然高聚物，已被广泛应用到聚合物增强材料中。因而若将剑麻纤维羧基化成聚阴离子高聚物并与壳聚糖发生离子交联形成聚合物底层膜，再在底层膜上形成丁香醛交联的图案化n-ha/cs复合膜，则有望获得一种新型的具有图案化的高强度且具有更好的抗菌性的新型n-ha/壳聚糖双层复合膜，更有利于在引导骨组织再生膜中发挥作用。
技术实现思路
1、针对上述情况，本专利技术的目的在于提供一种通过化学交联作用获得的图案化的高强度新型组合物的壳聚糖复合膜及其制备方法。
2、本专利技术的壳聚糖复合膜组合物为底层膜组分为羧基化剑麻纤维/壳聚糖聚电解质膜，上层为丁香醛交联的纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合物，采用溶液浇铸、纤维增强及化学交联相结合而得到的双层图案化复合膜，具有较好的力学性能、成骨活性及抗菌活性，是一种新型可降解复合膜，能满足骨组织再生膜的性能基本要求。
3、本专利技术中的剑麻纤维是指表面羧基化改性的剑麻纤维，其特征是指将剑麻纤维(平均长度为0.3～0.8mm)先用10％的naoh溶液和h2o2室温下预处理搅拌1小时，水洗至中性干燥后，然后加入到浓度为10％(m/v)的柠檬酸溶液中，其中柠檬酸含量为剑麻纤维质量的4倍，同时添加30％剑麻纤维质量的磷酸二氢钾，室温下搅拌1小时后再升温至120℃反应3小时，水洗至中性后干燥，即得表面羧基化的剑麻纤维。
4、本专利技术中高强度新型组合物的壳聚糖复合膜的制备方法，其特征是指先将羧基化改性的剑麻纤维，加水分散均匀，再加入壳聚糖粉末搅拌均匀后滴加冰醋酸，其中剑麻纤维含量与壳聚糖的质量比为1:2～1:6，均匀搅拌后在玻璃平板上浇铸成膜，另取纳米羟基磷灰石粉末(平均粒径为40nm)超声分散后加入壳聚糖溶液中搅拌均匀，再缓慢滴加丁香醛的乙醇溶液(浓度为4％(w/v))，其中壳聚糖和纳米羟基磷灰石质量比为(7:3～9:1)，丁香醛与壳聚糖质量比为1:2～1:5；室温下搅拌2小时，静置脱泡后在浇铸在上述剑麻纤维/壳聚糖复合膜上，30～40度鼓风烘箱干燥，即得毫米级树枝状图案的新型壳聚糖基复合膜。
5、本专利技术提供的用于引导骨组织再生膜组合物及其制备方法，具有以下优势：
6、(1)在膜的性能上，本专利技术的引导骨组织再生膜选用的主要组分是天然剑麻纤维、壳聚糖和纳米羟基磷灰石，其中天然剑麻纤维和壳聚糖都是天然可降解高分子，具有较好的生物相容性及可降解性，且纳米羟基磷灰石是骨科常用的无机材料，丁香醛交联剂也是无毒生物相容性好且具有抗菌性，它不仅可与壳聚糖交联而提高壳聚糖的力学性能，而且能提高其抗菌性，用于引导骨组织再生膜时还可持续缓慢发挥抗菌作用，防止伤口感染；更重要的是，丁香醛与壳聚糖发生化学交联的过程使复合膜产生了大尺寸图案，可更好地促进其成骨分化；另外该复合膜引入了羧基化改性的剑麻纤维可对壳聚糖进一步发生离子交联及纤维增强而获得高强度壳聚糖基复合膜。同时再膜的结构设计中，采用羧基化剑麻纤维与壳聚糖的离子交联的聚合物膜作为双层膜的底层，然后再在其上获得丁香醛交联的n-ha/cs图案化复合膜，由于底层和表层都具有壳聚糖基体，因而两层膜具有较好的界面相容性，使其具有更好的机械性能。综上所述，本专利技术所选用的各种材料有利于提高复合膜的力学性能、降解性能、成骨性能及抗菌性，更适合做引导骨组织再生膜。
7、(2)本专利技术的引导骨组织再生膜的组合物复合膜其原料来源广泛，价格便宜；是采用溶液浇铸、天然纤维增强及化学交联作用相结合的方法而获得的大尺寸图案化复合膜，与其他采用精密加工设备的物理方法获得微米级图案法相比，本专利技术采用丁香醛化学交联法常温下获得的大尺寸树枝状图案化不仅避免了昂贵设备的使用，使制备方法简单易行，制备成本低廉，而且获得的大尺寸图案更有利于成骨细胞分化；且可通过复合膜组分含量及温度的改变来调控复合膜的力学性能、抗菌性能及各种尺寸的图案，以获得满足各种性能要求的膜材料；同时还可添加不同药物或其他生长因子得到性能更好的引导骨组织再生膜。
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1.一种高强度图案化壳聚糖复合膜及其制备方法，其特征是指先将羧基化改性的剑麻纤维，加水分散均匀，再加入壳聚糖粉末搅拌均匀后滴加冰醋酸，搅拌均匀后在玻璃平板上浇铸得到剑麻纤维/壳聚糖复合底层膜，然后另取纳米羟基磷灰石粉末超声分散后加入壳聚糖溶液中搅拌均匀，再缓慢滴加丁香醛的乙醇溶液（浓度为4%（w/v）），室温下搅拌2小时，静置脱泡后将混合溶液浇铸在剑麻纤维/壳聚糖复合膜上，常温下鼓风烘箱干燥，即得毫米级树枝状图案的壳聚糖基双层复合膜。所述的一种高强度图案化壳聚糖复合膜的剑麻纤维/壳聚糖复合底层膜，其特征是指剑麻纤维与壳聚糖的质量比为1:2~1:6；所述的将混合溶液浇铸在剑麻纤维/壳聚糖复合膜上，其中混合溶液的组分特征是指壳聚糖和纳米羟基磷灰石质量比为（7:3~9:1），丁香醛与壳聚糖质量比为1:2~1:5；所述的浇铸在剑麻纤维/壳聚糖复合膜上常温下鼓风烘箱干燥，其常温特征是指30~40度鼓风烘箱干燥。
【技术特征摘要】
1.一种高强度图案化壳聚糖复合膜及其制备方法，其特征是指先将羧基化改性的剑麻纤维，加水分散均匀，再加入壳聚糖粉末搅拌均匀后滴加冰醋酸，搅拌均匀后在玻璃平板上浇铸得到剑麻纤维/壳聚糖复合底层膜，然后另取纳米羟基磷灰石粉末超声分散后加入壳聚糖溶液中搅拌均匀，再缓慢滴加丁香醛的乙醇溶液（浓度为4%（w/v）），室温下搅拌2小时，静置脱泡后将混合溶液浇铸在剑麻纤维/壳聚糖复合膜上，常温下鼓风烘箱干燥，即得毫米级...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐硕，蒋柳云，王雨卿，苏胜培，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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