一种压电纳米颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料技术领域，具体涉及一种压电纳米颗粒及其制备方法。本发明专利技术一种压电纳米颗粒BCG

【技术实现步骤摘要】
一种压电纳米颗粒及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种压电纳米颗粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]仿生骨植入材料是骨再生领域的热门领域，包括模拟结构、成分和力学(L.L.Hench,I.Thompson,Journal of The Royal Society Interface 2010,7,379.)。之前的研究已经证实，生物电可以作为一种细胞调节器，对骨内稳态发挥有益的作用，尤其是承重骨(C.Bassett,R.J.Pawluk,R.O.Becker,Nature 1964,204,652；b)C.Bassett,R.O.Becker,Science 1962,137,1063.)。因此，模拟骨电特性的生物材料是再生医学领域极具吸引力的试剂(A.Dk,B.Bb,A.Akd,Biomaterials 258.)。目前，这方面的文献有限，主要集中在利用种植体表面电荷和外部微电流进行骨再生(W.Chrzanowski,J.H.Lee,A.Kondyurin,M.S.Lord,J.H.Jang,H.W.Kim,M.M.M.Bilek,Advanced Functional Materials 2015,25,193.)。因此，需要研究如何在生物材料和组织界面生成最佳且稳定的生理电微环境以诱导新骨(Y.Liu,X.Zhang,C.Cao,Y.Zhang,J.Wei,Y.J.Li,W.Liang,Z.Hu,J.Zhang,Y.Wei,Advanced Functional Materials 2017,27,1703771.1.)。
[0003]近年来，压电材料因其在生物医学领域的潜在应用而受到了广泛关注(B.Tandon,J.J.Blaker,S.H.Cartmell,Acta Biomaterialia2018,S1742706118302290.)。压电材料可以被压力极化，这样压电材料两端的表面就会出现符号相反的束缚电荷。纳米钛酸钡(BaTiO3)是一种常用的压电材料，其制备工艺成熟，粒径可控，形状可控，压电性能好，价格低廉(KenjiUchino,Advanced piezoelectric materials:science and technology,Advanced piezoelectric materials:science and technology,2010.)。然而，作为一种生物材料，钛酸钡的生物相容性和分散性较差，从而限制了其在骨再生策略中的应用(U.Yasutomo,U.Takahiro,H.Hwishim,H.Yoshiaki,T.Kazuyoshi,N.Eiji,Journal of the Society of Materials Science Japan 2008,57,899.)。
[0004]静电逐层自组装(LBL)是一种基于正负聚电解质电荷相互作用的超分子技术。这是一种低成本、简单的方法，可以将各种有机、无机和生物材料组装到固体基底上，无需复杂的仪器和苛刻的条件(Z.Xi,H.Chen,H.Zhang,Chemical Communications 2007,p.1395)。LBL技术在生物医学领域有着广泛的应用，如薄膜包衣、微模式、纳米生物反应器、人工细胞、包衣粒子和药物递送系统(H.Ai,S.A.Jones,Y.M.Lvov,Cell Biochemistry&Biophysics 2003,39,23.)。
[0005]壳聚糖(CS)具有良好的生物相容性、亲水性和表面正电荷，可作为阳离子共聚物组分使用(a)I.Y.Kim,S.J.Seo,H.S.Moon,M.K.Yoo,I.Y.Park,B.C.Kim,C.S.Cho,Biotechnology Advances 2008,26,1；b)Y.Wang,Q.Hong,Y.Chen,X.Lian,Y.Xiong,Colloids and surfaces B:Biointerfaces2012,100,77.)。目前已有学者将导电材料引入压电材料领域，研究结果证实，加入导电相的压电材料在极化后呈现更佳的压电性能(Fangwei Qi,Zichao Zeng,Jia Yao，Materials Science&Engineering C 2021)。原子薄
层氧化石墨烯(GO)片是导电性能极佳的材料，同时可用作生物相容性平台，有可能介导组织再生应用的干细胞谱系规范；其高亲水性和高血清蛋白吸收能力增强细胞粘附、增殖和成骨分化((a)W.C.Lee,C.Lim,H.Shi,L.Tang,Y.Wang,C.T.Lim,K.P.Loh,Acs Nano 2011,5,7334；b)C.Chung,Y.K.Kim,D.Shin,S.R.Ryoo,D.H.Min,Acc Chem Res 2013,46,2211.)。GO片材中的高水平亲水性基团提供了良好的分散性和稳定性，此外，GO不仅抑制细菌(例如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等)附着，而且还包含固有的抗菌活性(X.Zou,Z.Li,Z.Wang,Y.Luo,Journal of the American Chemical Society 2016,138,2064.)。GO在硬组织再生和骨组织工程中可能是一个很有前途的候选者(H.Y.Mao,S.Laurent,W.Chen,O.Akhavan,M.Imani,A.A.Ashkarran,M.Mahmoudi,Chemical Reviews 2013,113,3407.)。因此，选择GO作为具有负表面电荷的壳层，赋予共聚物骨诱导电位。GO的加入有望与压电效应协同工作，进而促进骨再生。

技术实现思路

[0006]针对现有问题的不足，本专利技术的目的是提供一种压电纳米颗粒BCG
‑
NPs及其制备方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0008]第一方面，本专利技术保护一种压电纳米颗粒BCG
‑
NPs，为核壳型压电纳米颗粒，主要由BaTiO3，负载在BaTiO3表面作为正电部分的壳聚糖，以及负载在壳聚糖表面作为负电部分的氧化石墨烯组成。
[0009]第二方面，本专利技术保护前述压电纳米颗粒BCG
‑
NPs的制备方法，主要包括如下步骤：
[0010]步骤1，钛酸钡
‑
壳聚糖NP(BC
‑
NPs)的合成：将BaTiO3粉末加入到水中，超声分散；然后，将2
‑
4％(w/v)壳聚糖乙酸溶液缓慢滴入到BaTiO3分散液中；搅拌4
‑
6小时后，将混合物离心以去除未反应的试剂，沉淀物为BC
‑
NP；洗涤，干燥；
[0011]步骤2，钛酸钡
‑
壳聚糖
‑
氧化石墨烯(BCG
‑
NPs)合成：将步骤1所得BC
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电纳米颗粒BCG
‑
NPs，其特征在于，所述为压电纳米颗粒为核壳型压电纳米颗粒，主要由BaTiO3，负载在BaTiO3表面作为正电部分的壳聚糖，以及负载在壳聚糖表面作为负电部分的氧化石墨烯组成。2.权利要求1所述的压电纳米颗粒BCG
‑
NPs的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤：步骤1，钛酸钡
‑
壳聚糖NP（BC
‑
NPs）的合成：将BaTiO3粉末加入到水中，超声分散；然后，将2
‑
4%（w/v）壳聚糖乙酸溶液缓慢滴入到BaTiO3分散液中；搅拌4
‑
6小时后，将混合物离心以去除未反应的试剂，沉淀物为BC
‑
NPs；洗涤，干燥；步骤2，钛酸钡
‑
壳聚糖
‑
氧化石墨烯（BCG
‑
NPs）的合成：将步骤1所得BC
‑
NPs加入到水中，超声分散，并缓慢滴入到2%（w/v）氧化石墨烯水溶液中；搅拌8~15小时后，生成悬浮液；离心，洗涤，干燥。3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，BaTiO3与水的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琛，陈依依，陈俞宏，韩天蕾，谢喆，陈思源，杨裕臣，
申请(专利权)人：南京医科大学附属口腔医院，
类型：发明
国别省市：