CN113061279B - 一种ptmc微图形仿生功能膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，特点是先制备PTMC微图形薄膜；然后在PTMC微图形薄膜表面制备聚多巴胺涂层；最后在带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜表面接枝丝素蛋白和明胶中的至少一种，得到仿生功能膜；优点是用本方法制备得到的PTMC微图形仿生功能膜作为组织工程的生物支架，其在降解后分子量基本保持不变，可保持较佳的力学性能，且降解后组织内部不会产生局部酸性过高的现象，大大降低了炎症的发生率；而且可调控生物支架上的细胞的定向生长，以利于对人体组织如食管肌层、关节软骨、神经组织的精确仿生。

Description

一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法
技术领域
本发明涉及生物组织工程中所使用的仿生生物支架材料的制备，尤其涉及一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法。
背景技术
植入人体组织（如食管肌层、关节软骨、神经组织等）中的理想支架应该在组织修复后完全降解，以避免金属或不可降解高分子支架等作为异物长期存在体内影响组织的修复效果。因此，可降解高分子材料被作为首选支架材料，典型的降解高分子材料如聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸（PGA）以及他们的共聚物，这些高分子材料降解后易产生组织内部局部酸性过高并且降解后分子量降低导致支架的力学性能下降的问题，降解到一定程度后易引起支架崩解，而这些缺点易引起组织部位的炎症反应，延迟组织修复。
此外，人体组织中有许多部位如食管肌层（其内环外纵形排列）、关节软骨、神经组织等，这些组织中的细胞呈定向生长规律，为了更精确的仿生，因此，设计的组织工程支架应具备可调控细胞定向生长的能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，其制备得到的仿生功能膜具有较好的力学性能，且降解后不会在组织内部产生局部酸性，而且可调控细胞的定向生长，以利于对人体组织的精确仿生。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）、制备PTMC微图形薄膜；
（2）、在PTMC微图形薄膜表面制备聚多巴胺涂层；
（3）、在带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜表面接枝丝素蛋白和明胶中的至少一种，得到仿生功能膜。
进一步地，所述的步骤（1）的具体制备方法为：制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）微图形模板，并将该微图形模板固定在容器中，然后将聚三亚甲基碳酸酯（PTMC）溶于有机溶剂中，控制PTMC在有机溶剂中的质量浓度为1%～5%，待PTMC完全溶解后，将该溶液缓缓倒入固定有微图形模板的容器中，将容器置于通风橱中使有机溶剂完全挥发，得到PTMC微图形薄膜。
进一步地，所述的有机溶剂为1，4-二氧六环、二氯甲烷、三氯甲烷或四氢呋喃。
进一步地，所述的步骤（2）的具体制备方法为：
（2-1）、取摩尔浓度为5～12mmol/L的Tris缓冲液，并调节Tris缓冲液的pH值为8～9，将多巴胺溶解于Tris缓冲液中得到体积浓度为1～3mg/mL的多巴胺溶液；
（2-2）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中1～4h，然后将PTMC微图形薄膜转移到Tris缓冲液中20～30分钟，重复一次；
（2-3）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中12～48h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，用滤纸干燥，获得表面带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜。
进一步地，所述的步骤（3）中接枝丝素蛋白的具体制备方法为：
将带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜浸泡在温度为4℃、体积浓度为50～250mg/mL的丝素蛋白溶液中24～48h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，得到接枝有丝素蛋白的PTMC微图形仿生功能膜。
进一步地，所述的步骤（3）中接枝明胶的具体制备方法为：
将带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜或接枝有丝素蛋白的PTMC微图形仿生功能膜浸泡在体积浓度为50～250mg/mL的明胶溶液中，并在40～50℃的水浴中反应24～48h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，得到接枝有明胶或接枝有明胶和丝素蛋白的PTMC微图形仿生功能膜。
与现有技术相比，本发明的优点是用本方法制备得到的PTMC微图形仿生功能膜作为组织工程的生物支架，其在降解后分子量基本保持不变，可保持较佳的力学性能，且降解后组织内部不会产生局部酸性过高的现象，大大降低了炎症的发生率；而且可调控生物支架上的细胞的定向生长，以利于对人体组织如食管肌层、关节软骨、神经组织的精确仿生；此外，该制备方法在制备过程中不需要经过预处理，反应条件温和、反应过程简单易控，无二次污染产生，得到的仿生功能膜具有优异的稳定性。
附图说明
图1为PTMC无图形功能膜上细胞生长3天的激光共聚焦图片；
图2为PTMC微图形功能膜上细胞生长3天的激光共聚焦图片；
图3为接枝有丝素蛋白/明胶的PTMC微图形功能膜上细胞生长3天的激光共聚焦图片。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）、制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）微图形模板，并将该微图形模板固定在容器中，然后将聚三亚甲基碳酸酯（PTMC）溶于有机溶剂1，4-二氧六环中，控制PTMC在有机溶剂中的质量浓度为2%，待PTMC完全溶解后，将该溶液缓缓倒入固定有微图形模板的容器中，将容器置于通风橱中使有机溶剂完全挥发，得到PTMC微图形薄膜；
（2）、在PTMC微图形薄膜表面制备聚多巴胺涂层，具体为：
（2-1）、取摩尔浓度为6mmol/L的Tris缓冲液，并调节Tris缓冲液的pH值为8.5，将多巴胺溶解于Tris缓冲液中得到体积浓度为3mg/mL的多巴胺溶液；
（2-2）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中2h，然后将PTMC微图形薄膜转移到Tris缓冲液中20分钟，重复一次；
（2-3）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中24h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，用滤纸干燥，获得表面带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜；
（3）、将带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜浸泡在温度为4℃、体积浓度为100mg/mL的丝素蛋白溶液中48h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，得到接枝有丝素蛋白的PTMC微图形仿生功能膜。
实施例二：一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）、制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）微图形模板，并将该微图形模板固定在容器中，然后将聚三亚甲基碳酸酯（PTMC）溶于有机溶剂二氯甲烷中，控制PTMC在有机溶剂中的质量浓度为5%，待PTMC完全溶解后，将该溶液缓缓倒入固定有微图形模板的容器中，将容器置于通风橱中使有机溶剂完全挥发，得到PTMC微图形薄膜；
（2）、在PTMC微图形薄膜表面制备聚多巴胺涂层，具体为：
（2-1）、取摩尔浓度为10mmol/L的Tris缓冲液，并调节Tris缓冲液的pH值为9，将多巴胺溶解于Tris缓冲液中得到体积浓度为2mg/mL的多巴胺溶液；
（2-2）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中4h，然后将PTMC微图形薄膜转移到Tris缓冲液中30分钟，重复一次；
（2-3）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中40h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，用滤纸干燥，获得表面带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜；
（3）、将带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜浸泡在温度为4℃、体积浓度为200mg/mL的丝素蛋白溶液中36h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，得到接枝有丝素蛋白的PTMC微图形仿生功能膜。
实施例三：一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）、制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）微图形模板，并将该微图形模板固定在容器中，然后将聚三亚甲基碳酸酯（PTMC）溶于有机溶剂三氯甲烷中，控制PTMC在有机溶剂中的质量浓度为4%，待PTMC完全溶解后，将该溶液缓缓倒入固定有微图形模板的容器中，将容器置于通风橱中使有机溶剂完全挥发，得到PTMC微图形薄膜；
（2）、在PTMC微图形薄膜表面制备聚多巴胺涂层，具体为：
（2-1）、取摩尔浓度为8mmol/L的Tris缓冲液，并调节Tris缓冲液的pH值为8.5，将多巴胺溶解于Tris缓冲液中得到体积浓度为3mg/mL的多巴胺溶液；
（2-2）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中3h，然后将PTMC微图形薄膜转移到Tris缓冲液中30分钟，重复一次；
（2-3）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中36h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，用滤纸干燥，获得表面带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜；
（3）、将带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜浸泡在体积浓度为250mg/mL的明胶溶液中，并在50℃的水浴中反应24h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，得到接枝有明胶的PTMC微图形仿生功能膜。
实施例四：一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）、制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）微图形模板，并将该微图形模板固定在容器中，然后将聚三亚甲基碳酸酯（PTMC）溶于有机溶剂四氢呋喃中，控制PTMC在有机溶剂中的质量浓度为3%，待PTMC完全溶解后，将该溶液缓缓倒入固定有微图形模板的容器中，将容器置于通风橱中使有机溶剂完全挥发，得到PTMC微图形薄膜；
（2）、在PTMC微图形薄膜表面制备聚多巴胺涂层，具体为：
（2-1）、取摩尔浓度为12mmol/L的Tris缓冲液，并调节Tris缓冲液的pH值为9，将多巴胺溶解于Tris缓冲液中得到体积浓度为2.5mg/mL的多巴胺溶液；
（2-2）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中2h，然后将PTMC微图形薄膜转移到Tris缓冲液中20分钟，重复一次；
（2-3）、将PTMC微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中48h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，用滤纸干燥，获得表面带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜；
（3）、将带有聚多巴胺涂层的PTMC微图形薄膜浸泡在温度为4℃、体积浓度为150mg/mL的丝素蛋白溶液中24h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，得到接枝有丝素蛋白的PTMC微图形仿生功能膜；
再将接枝有丝素蛋白的PTMC微图形仿生功能膜浸泡在体积浓度为200mg/mL的明胶溶液中，并在40℃的水浴中反应48h，然后用去离子水清洗PTMC微图形薄膜，得到接枝有丝素蛋白和明胶的PTMC微图形仿生功能膜。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：
（1）、制备聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜：制备聚二甲基硅氧烷微图形模板，并将该微图形模板固定在容器中，然后将聚三亚甲基碳酸酯溶于有机溶剂中，控制聚三亚甲基碳酸酯在有机溶剂中的质量浓度为1%～5%，待聚三亚甲基碳酸酯完全溶解后，将聚三亚甲基碳酸酯溶液缓缓倒入固定有微图形模板的容器中，将容器置于通风橱中使有机溶剂完全挥发，得到聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜；
（2）、在聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜表面制备聚多巴胺涂层，具体为：
（2-1）、取摩尔浓度为5～12mmol/L的Tris缓冲液，并调节Tris缓冲液的pH值为8～9，将多巴胺溶解于Tris缓冲液中得到体积浓度为1～3mg/mL的多巴胺溶液；
（2-2）、将聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中1～4h，然后将聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜转移到Tris缓冲液中20～30分钟，重复一次；
（2-3）、将聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜浸泡在多巴胺溶液中12～48h，然后用去离子水清洗聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜，用滤纸干燥，获得表面带有聚多巴胺涂层的聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜；
（3）、在带有聚多巴胺涂层的聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜表面接枝丝素蛋白和明胶中的至少一种，具体为：
将带有聚多巴胺涂层的聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜浸泡在温度为4℃、体积浓度为50～250mg/mL的丝素蛋白溶液中24～48h，然后用去离子水清洗聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜，得到接枝有丝素蛋白的聚三亚甲基碳酸酯微图形仿生功能膜；
或将带有聚多巴胺涂层的聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜或接枝有丝素蛋白的聚三亚甲基碳酸酯微图形仿生功能膜浸泡在体积浓度为50～250mg/mL的明胶溶液中，并在40～50℃的水浴中反应24～48h，然后用去离子水清洗聚三亚甲基碳酸酯微图形薄膜，得到接枝有明胶或接枝有明胶和丝素蛋白的聚三亚甲基碳酸酯微图形仿生功能膜。
2.如权利要求1所述的一种PTMC微图形仿生功能膜的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为1，4-二氧六环、二氯甲烷、三氯甲烷或四氢呋喃。
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