一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明公開的制備方法能顯著促進(jìn)PLLA材料的親水性、促礦化性能和細(xì)胞相容性。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)可以證實(shí)本發(fā)明制備得到的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料表面親水性增加，在模擬體液中可促進(jìn)表面形成羥基磷灰石，提高骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的黏附、增殖。本發(fā)明為PLLA膜作為生物屏障膜提供了一種新的改性方法。
【專利說明】一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]骨缺損修復(fù)手術(shù)是僅次于輸血的常見手術(shù)，全球每年約有220萬的患者接受骨缺損修復(fù)手術(shù)，其中有很大部分的患者需要使用骨移植材料。此外，口腔治療領(lǐng)域中牙種植以及重度牙周炎等非傳統(tǒng)的骨缺損對(duì)骨移植材料和引導(dǎo)骨組織再生膜等材料的需求量也非常巨大。僅牙種植領(lǐng)域，2009年、2010年我國種植體消耗量分別達(dá)10萬枚和13萬枚，并以每年30%~40%的速度增長。
[0003]引導(dǎo)組織再生依靠機(jī)械屏障作用，選擇性地引導(dǎo)細(xì)胞向受損傷部位遷移、附著、增生，從而達(dá)到修復(fù)缺損組織的目的，目前以生物可降解材料為主。聚乳酸(PLLA)作為可降解的生物膜材料，具有機(jī)械性能良好可降解產(chǎn)品無毒等優(yōu)點(diǎn)；但具有以下缺點(diǎn):表面疏水，及降解產(chǎn)物呈酸性易引起炎癥反應(yīng)，與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和成骨細(xì)胞等的細(xì)胞相容性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有PLLA膜材料的不足，提供一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的方法。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料，其表面涂層具有較均勻的球形表面凸起形貌，增加PLLA膜的親水性、促礦化性能和細(xì)胞相容性。·
[0006]本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，包括如下步驟:
51.分別配制濃度為10mlT250 mM的鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液；
52.在步驟SI中的碳酸鹽水溶液中加入酪蛋白攪拌至溶解，使得酪蛋白在溶液中的濃度為 0.lmg/ml~10mg/ml ；
53.將上述鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液混合攪拌后靜置2(T60min，然后將沉淀過濾、洗漆、干燥；
54.將步驟S3中干燥后的沉淀與0.1%。的PLLA 1，4-二氧六環(huán)溶液按照重量體積比為
0.3"lmg/ml的比例混合均勻；
55.將步驟S4中得到的混合液按15~40μL/cm2的比例涂布于PLLA膜表面，干燥即得
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[0008]優(yōu)選的，步驟S3中的鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液混合時(shí)鈣離子和碳酸根離子的摩爾比為1:1。
[0009]優(yōu)選的，步驟S2中的鈣鹽為氯化鈣、硝酸鈣等可溶鈣鹽；所述碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀等可溶碳酸鹽。
[0010]更優(yōu)選的，步驟SI中所述鈣鹽水溶液或碳酸鹽水溶液的濃度為5(Tl00mM。
[0011]更優(yōu)選的，步驟S2中所述酪蛋白在鈣鹽水溶液或碳酸鹽水溶液中的濃度為
0.2mg/ml~5mg/ml ο
[0012]優(yōu)選的，步驟S4中所述混合均勻?yàn)橄却帕嚢杈鶆颍俪曊駝颉?br> [0013]優(yōu)選的，步驟S5中所述干燥為先在通風(fēng)櫥室溫0.5^3h,接著室溫下真空干燥8~15h，便于去除殘留溶劑。
[0014]一種根據(jù)本發(fā)明所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法制得的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料。
[0015]本發(fā)明制備得到的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料在組織工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0016]本發(fā)明制備得到的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料在促進(jìn)骨缺損或骨創(chuàng)傷修復(fù)中的應(yīng)用。
[0017]本發(fā)明將天然來源豐 富的酪蛋白在碳酸鈣結(jié)晶過程中摻和在球形顆粒內(nèi)部和表面，形成粒徑均一、表面粗糙的微米級(jí)球形顆粒。通過表面涂層方法將微球涂布于PLLA膜材料表面，形成均一的球狀凸起，增加了 PLLA膜材料的親水性和促礦化性能，提高骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的黏附、增殖。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明公開了一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明公開的制備方法能顯著促進(jìn)PLLA材料的親水性、促礦化性能和細(xì)胞相容性。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)可以證實(shí)本發(fā)明制備得到的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料表面親水性增加，在模擬體液中可促進(jìn)表面形成羥基磷灰石，提高骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的黏附、增殖。本發(fā)明為PLLA膜作為生物屏障膜提供了一種新的改性方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明所制備的酪蛋白-碳酸鈣微球SEM圖；
圖2為本發(fā)明制備的酪蛋白-碳酸鈣微球改性后的PLLA膜SEM圖；
圖3為本發(fā)明改性后膜材料的靜態(tài)接觸角測量結(jié)果；
圖4為本發(fā)明改性后膜材料在模擬體液中形成的羥基磷灰石沉積SEM圖；
圖5為本發(fā)明改性膜材料上骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞活細(xì)胞染色結(jié)果圖；
圖6為本發(fā)明改性膜材料上骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞MTT活性結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明，但具體實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明作任何限定。除非特別說明，實(shí)施例中所涉及的試劑、方法均為本領(lǐng)域常用的試劑和方法。
[0021]本發(fā)明的分析步驟包括以下內(nèi)容:
(I)靜態(tài)接觸角測量儀在室溫空氣環(huán)境下測材料表面去離子水接觸角；(2)掃描電子顯微鏡觀察膜材料體外礦化前后的表面形貌；
(3)熒光素二乙酸酯(FDA)細(xì)胞活性熒光染色分析骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞細(xì)胞在材料表面密度及細(xì)胞形態(tài)；
(4)四銼鹽比色法(MTT)檢測細(xì)胞的活性。
[0022]實(shí)施例1-4:
(一)酪蛋白-碳酸鈣微球涂層表面改性左旋聚乳酸膜材料的制備
1、分別配置鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液，接著在碳酸鹽溶液中加入酪蛋白攪拌至溶解。鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液的具體配方如表1所示。
[0023]表1鈣鹽溶液和碳酸鹽溶液配方
【權(quán)利要求】
1.一種酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:S1.分別配制濃度為10mlT250 mM的鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液；S2.在步驟SI中的碳酸鹽水溶液中加入酪蛋白攪拌至溶解，使得酪蛋白在溶液中的濃度為 0.lmg/ml~10mg/ml ；S3.將上述鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液混合攪拌后靜置20~60min，然后將沉淀過濾、洗滌、干燥；S4.將步驟S3中干燥后的沉淀與0.1%。的PLLA 1，4-二氧六環(huán)溶液按照重量體積比為0.3"lmg/ml的比例混合均勻；S5.將步驟S4中得到的混合液按15~40μ L/cm2的比例涂布于PLLA膜表面，干燥即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中所述鈣鹽水溶液和碳酸鹽水溶液混合時(shí)鈣離子和碳酸根離子的摩爾比為1:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，其特征在于，步驟SI中所述鈣鹽水溶液或碳酸鹽水溶液的濃度為5(Tl00mM。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述酪蛋白在鈣鹽水溶液或碳酸鹽水溶液中的濃度為0.2 mg/ml~5 mg/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述鈣鹽為氯化鈣或硝酸鈣；所述碳酸鹽為碳酸鈉或碳酸鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述混合均勻?yàn)橄却帕嚢杈鶆?，再超聲振勻?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法，其特征在于，步驟S5中所述干燥為先在通風(fēng)櫥室溫0.5~3h，接著室溫下真空干燥8~15h。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法制得的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料。
9.權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法制得的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料在組織工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求1所述酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料的制備方法制得的酪蛋白-碳酸鈣微球改性聚乳酸膜材料在促進(jìn)骨缺損或骨創(chuàng)傷修復(fù)中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A61L31/12GK103585678SQ201310565382
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】龔逸鴻, 許哲武, 蔣慶, 許躍, 張志光 申請(qǐng)人:中山大學(xué)