一种高成骨活性的带电复合膜材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开一种高成骨活性的带电复合膜材料及其制备方法和用途。本发明专利技术提供的高成骨活性的带电复合膜由无机填料和聚合物高分子组成，无机填料为粒径范围在50nm

【技术实现步骤摘要】
一种高成骨活性的带电复合膜材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及骨组织缺损修复及生物医用材料仿生设计领域，尤其涉及一种高成骨活性的带电复合膜材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]大范围骨缺损、骨不连、骨延迟愈合是临床治疗的难题，引导骨组织再生术是解决以上问题的重要技术，目前临床上主要应用引导骨组织再生膜作为物理屏障来促进骨组织再生。
[0003]中国专利公开CN112999430 A公开了一种口腔修复膜及其制备方法，首先制备聚羟基脂肪酸酯(PHA)共混物，然后将脱细胞基质、明胶微球以及聚羟基脂肪酸酯(PHA)共混物，溶于氯仿和丙酮的混合液中，制得电纺溶液以制备屏障层以及细胞支架层。所述屏障层的孔径范围为7
‑
16μm；而非致密结构，正好大于人红细胞的直径7
‑
7.6μm，从而血液和组织液可以通过屏障层，保证骨缺损区域的营养和血液渗透交换；而周围组织如结缔细胞以及上皮细胞的直径为20
‑
65 μm，因大于屏蔽层的孔径而不能通过，从而可以有效防止这些周围组织进入骨缺损区，避免周围组织细胞与有骨生产能力细胞产生竞争抑制骨生成效果。组织支架层的孔径范围为50
‑
300μm，其面向骨缺损区域，可以有效诱导并为成纤维细胞的迁入、粘附、增殖和生长提供了良好的支架。虽然此专利技术制得的口腔修复膜能实现良好的骨修复效果，还具有很好的机械性能和降解性能，但是骨修复效果有限且缺乏骨诱导活性，同时化学性能不稳定，不能实现诱导成骨的精准调控。此外，该口腔修复膜制备方法复杂，工艺繁琐，不易于推广。
[0004]中国专利公开CN110128679 A公开了一种用于电刺激骨软骨一体再生的导电双层水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤1:将导电粒子和多巴胺单体分散在水中形成悬浮液，加入氢氧化钙溶液调节悬浮液为弱碱性，充分反应生成多巴胺修饰的导电粒子的氢氧化钙溶液A；步骤2:制备聚乙烯醇溶液B，加入溶液A中，得混合溶液C；步骤3:向混合溶液C中滴加磷酸反应后成型，经过冻融循环即可得到下层水凝胶；步骤4:将聚乙烯醇、天然高分子和多巴胺溶于水形成混合溶液，在弱碱性条件下完全反应后得到溶液D；步骤5:将溶液D置于下层水凝胶上方，冻融循环后即可得到所需双层水凝胶；本专利技术得到的双层水凝胶组织粘附性和电刺激响应能力好。但是本专利技术不是完全可降解材料，诱导成骨后不易去除，同时水凝胶的网络结构也容易与新形成的骨组织黏连。
[0005]
技术介绍
中的信息仅仅在于说明本专利技术的总体背景，不应视为承认或以任何形式暗示这些信息构成本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中的至少部分技术问题，本专利技术提供高成骨活性的带电复合膜材料及其制备方法和用途。具体地，本专利技术包括以下内容。
[0007]本专利技术的第一方面，提供一种高成骨活性的带电复合膜材料，其包括厚度为20
‑
50
μm的含聚偏氟乙烯基聚合物和分散于其中或其表面的纳米二氧化钛颗粒的膜结构，其中，基于膜重量，所述二氧化钛颗粒的掺杂量为1
‑
10%。
[0008]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，进一步包括基体，其中所述膜涂覆于所述基体的至少部分表面。
[0009]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，所述基体选自玻璃、不锈钢、塑料和/或陶瓷。
[0010]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，所述聚偏氟乙烯基聚合物选自聚偏二氟乙烯PVDF(分子量40
‑
60万)、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯PVDF
‑
HFP(分子量40
‑
60万)和聚偏氟乙烯
‑
三氟乙烯P (VDF
‑
TrFE)(分子量40
‑
60万)组成的组中的至少一种。
[0011]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，所述二氧化钛的粒径为50
‑
150nm。
[0012]本专利技术的第二方面，提供高成骨活性的带电复合膜材料在制备骨组织缺损修复材料或创伤敷料中的用途。
[0013]本专利技术的第三方面，提供一种高成骨活性的带电复合膜材料的制备方法，其包括以下步骤：(a) 将无机钛源、聚偏氟乙烯基聚合物和有机溶剂混合，得到源溶液；(b) 将所述源溶液进行涂覆流延化，得到膜材料体系；(c) 利用退火处理辅助电晕极化将所述膜材料体系内部电荷按照一定方向排列，得到所述高成骨活性的带电复合膜材料。
[0014]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的高成骨活性的带电复合膜材料的制备方法，其中，所述无机钛源包括二氧化钛、四氯化钛和三氯化钛中的一种或多种；或者所述聚偏氟乙烯基聚合物包括聚偏二氟乙烯、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯和聚偏氟乙烯
‑
三氟乙烯。
[0015]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的高成骨活性的带电复合膜材料的制备方法，其中，所述有机溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、甲苯、三氯甲烷、甲醇和乙酸乙酯中的一种或多种，特别优选为N,N
‑
二甲基甲酰胺或其与其他溶剂的混合溶剂。
[0016]在某些实施方案中，根据本专利技术所述的高成骨活性的带电复合膜材料的制备方法，其中，所述退火处理的温度为105
‑
145
°
C，退火时间为15min
‑
1h；电晕极化的场强为0.1
‑
3kV/mm，电晕极化的时间为15
‑
30min。
[0017]本专利技术的高成骨活性的带电复合膜材料具有防粘连特性，且二氧化钛的介电常数较高具有优良的电学性能，且具有无毒、最佳的不透明性和化学性能稳定等特点，因此利用二氧化钛制备出具有高成骨活性的带电复合膜材料，可以达到更高的生理电势并且能够保持良好的电学稳定性，能够作为医用植入材料。
[0018]通过比较高成骨活性的带电复合膜材料和钛酸钡纳米复合膜的力学性能、电学性能、成骨基因表达水平及体内促进骨再生作用的差异，验证高成骨活性的带电复合膜材料作为医用植入材料高效诱导骨再生具有可行性和有效性。
附图说明
[0019]图1为实施例1所得高成骨活性带电复合膜的表面和断面形貌扫描电镜照片；
图2为实施例1所得高成骨活性带电复合膜的元素分析能谱图；图3为实施例1所得高成骨活性带电复合膜的弹性模量(显著高于对比例，**p＜0.01)；图4为实施例1所得高成骨活性带电复合膜的电极化强度(左)和压电常数d
33
(右)(均显著高于对比例，***p＜0.001)；图5为实施例1所得高成骨活性带电复合膜的X射线衍射图(与对比例相比，显示决定膜材料电学性能的β相明显增强)；图6为实施例1所得高成骨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高成骨活性的带电复合膜材料，其特征在于，包括厚度为20
‑
50μm的含聚偏氟乙烯基聚合物和分散于其中或表面的纳米二氧化钛颗粒的膜结构，其中，基于膜重量，所述二氧化钛颗粒的掺杂量为1
‑
10%。2.根据权利要求1所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，进一步包括基体，其中所述膜涂覆于所述基体的至少部分表面。3.根据权利要求2所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，所述基体选自玻璃、不锈钢、塑料和/或陶瓷。4.根据权利要求1所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，所述聚偏氟乙烯基聚合物选自聚偏二氟乙烯PVDF、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯PVDF
‑
HFP和聚偏氟乙烯
‑
三氟乙烯P (VDF
‑
TrFE)组成的组中的至少一种。5.根据权利要求1所述的高成骨活性的带电复合膜材料，其中，所述二氧化钛的粒径为50
‑
150nm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的高成骨活性的带电复合膜材料在制备骨组织缺损修复材料或创伤敷料中的用途。7.一种高成骨活性的带电复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学慧，邓旭亮，孙晓雯，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：