功能化聚乳酸薄膜构建及其性能研究

Polylactide (PLA) has been widely investigated and applied in the field of bone repair. However, PLA can not induce bio-mineralization quickly, and lack the functions of bioactive factors. In addition, the antibacterial infection is also a headache in clinic. In this project, functional interfaces will be constructed on the surface of PLA film via mussel inspired and Layer-by-layer methods. The polydopamine (PDA) can reduce silver ions and conjugate biomacromolecues, when these abilities were combined with the self polymerization of dopamine, silver nanoparticles (AgNP) and bone morphology protein (BMP) were both anchored on the surface of PLA films, or, respectively. The AgNP have antibacterial activity, the BMP can enhance the bone regeneration, in addition, the PDA layer can induce mineralization, and thus various functionalized PLA films were obtained，which may have promising applications in bone repair. The methods are simple and mild, and it is easy to tune the compositions and properties of materials. Furthermore, this project is helpful to propose new ways to the functionalization of PLA, and thus promote its application in biomedical fields.

聚乳酸材料在骨组织修复领域获得广泛研究及应用，但是其本身难以快速诱导生物矿化，缺乏生物活性因子的功能；在临床应用中也面临着细菌感染的问题。本项目采用贻贝仿生及层层组装的方法，在聚乳酸薄膜表面构建功能性界面；通过利用多巴胺自聚，并结合聚多巴胺对银离子的还原能力以及键合生物大分子的能力，将具有抗菌功能的银纳米粒子和能够促进骨组织再生的骨形态发生蛋白分别或者同时键合在聚乳酸薄膜表面，此外，聚多巴胺还具有诱导生物矿化的能力，因而可以获得多种功能化的聚乳酸薄膜，并有望在骨组织修复相关领域获得应用。该方法简单、条件温和，能够实现对材料组成及性能的调控；通过本项目的研究，有助于提出聚乳酸功能化的新途径，促进聚乳酸材料在生物医学的应用。

聚乳酸材料在骨组织修复领域具有广泛应用，但是聚乳酸本身缺乏生物活性因子的功能，难以诱导生物矿化，在临床应用中面临着细菌感染的问题。本项目主要应用贻贝仿生方法及层层组装的方法，在聚乳酸表面构建功能涂层；项目围绕抗菌材料和骨组织修复材料展开，主要进行了以下研究：1. 制备了表面负载银纳米粒子、氧化锌纳米粒子的聚乳酸薄膜，并通过体内、体外实验证明所获得的材料抗菌性能良好，生物相容性优异，有望作为新型引导骨组织再生膜使用。2. 通过层层组装的方法在聚乳酸纤维膜表面构建了聚(ε-赖氨酸)/透明质酸的复合涂层，赋予聚乳酸抗菌和促进生物矿化的双重功能。3. 以实现骨组织再生为目标，利用羟基磷灰石-石墨烯杂化材料与温度敏感性高分子PLGA-PEG-PLGA复合，制备具有载药功能的可注射水凝胶，并通过动物实验证明，此类材料能够很好的诱导骨组织再生，在骨组织修复领域具有很好的应用潜能。4. 以贻贝仿生和表面功能化为主线，设计并制备了多种生物安全性良好的抗菌材料；并研发了一种热稳定性良好的聚丙烯高分子薄膜。通过本项目研究，我们制备了两类抗菌性能优异的聚乳酸薄膜，并初步获得了一种兼具抗菌和诱导成骨的聚乳酸膜材料，对于促进聚乳酸材料的生物医学应用具有重要意义；此外，我们开发的骨组织修复材料、抗菌材料也都具有很好的应用前景。