一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料及其制备方法和应用

1.本发明涉及骨修复材料技术领域，特别涉及一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.在世界范围内，意外和疾病导致骨损伤的发生率正在增加。此外，随着世界人口的持续增长，老龄人口的比例持续增加，这导致骨科疾病的发病率也大幅提高，随之对骨修复的需求以及难度也大量增加。目前用于骨修复的生物材料分为以下几种：医用生物陶瓷、医用高分子材料、医用复合材料、纳米人工骨。
3.医用生物陶瓷材料主要是利用羟基磷灰石(hap)进行骨组织的修复，因其组成性质与生物硬组织的hap极为相似，同时具有良好的生物相容性，可与自然骨形成强的骨键合，利于后续的矿化以及骨组织再生；但其强度较低，不宜作为人体承力部件。
4.高分子聚合物已被广泛用作骨修复材料，其中可降解聚乳酸(pla)用于口腔外科，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)骨水泥用于骨填充，聚乙醇酸(pga)作为可吸收螺钉用于骨固定，生物降解材料制作的接骨材料，其弹性模量较金属更接近骨组织的弹性模量，且随着骨折的愈合，材料逐渐在体内降解，不需二次手术取出。
5.蚕丝作为天然高分子生物材料，由于其许多独特的性能，包括卓越的生物相容性、生物降解性、机械行为和易加工性，在骨组织工程应用中建立了良好的声誉。通过对丝素蛋白不同的加工工艺，可以将丝素蛋白加工成丝素多孔海绵、丝素水凝胶、丝素基支架、丝素纳米粒等各种生物材料。然而，传统的应用蚕丝蛋白需要对蚕丝进行一系列的加工，工序复杂、成本增加，容易对环境造成污染，因此难以实现广泛的应用。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明目的在于提供一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法操作简单，成本低廉，工艺环保，所得蚕丝支架材料具有优异的机械性能和生物相容性、可调节巨噬细胞极化、促血管生成和促骨再生的效果。
7.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
8.本发明提供了一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)对堆叠的多层平板丝进行热压，得到热压蚕丝纤维基材；
10.(2)将所述热压蚕丝纤维基材浸泡于三元溶液中，取出后冷冻干燥，得到预处理蚕丝纤维基材；所述三元溶液包括cacl2、乙醇和水；
11.(3)将所述预处理蚕丝纤维基材浸泡于含有镁离子的聚多巴胺溶液中，进行改性，得到聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料。
12.优选的，所述多层平板丝的堆叠厚度为0.1～30cm；
13.所述热压的温度为80～130℃，热压压强为10～500mpa，保温保压时间为5～180min。
14.优选的，所述三元溶液中，cacl2、乙醇和水的摩尔比为0.9～1:2:6.5～8。
15.优选的，所述步骤(2)中浸泡的温度为60～100℃，时间为5～15min。
16.优选的，所述含有镁离子的聚多巴胺溶液的制备方法，包括以下步骤：
17.将盐酸多巴胺与tris-hcl溶液混合，进行自聚合反应，得到聚多巴胺溶液；
18.将可溶性镁盐与所述聚多巴胺溶液混合，得到含有镁离子的聚多巴胺溶液。
19.优选的，所述tris-hcl溶液的浓度为10mm，ph值为8.5。
20.优选的，所述含有镁离子的聚多巴胺溶液中，镁离子的浓度为0.00005～0.01mol/l，聚多巴胺的浓度为2～4mg/ml。
21.优选的，所述步骤(3)中改性的时间为12～24h。
22.本发明提供了上述制备方法制备得到的聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料，包括热压的蚕丝纤维基材和修饰在所述蚕丝纤维基材表面的聚多巴胺和镁离子。
23.本发明提供了上述聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料在制备骨修复材料中的应用。
24.本发明提供了一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料的制备方法，包括以下步骤：(1)对堆叠的多层平板丝进行热压，得到热压蚕丝纤维基材；(2)将所述热压蚕丝纤维基材浸泡于三元溶液中，取出后冷冻干燥，得到预处理蚕丝纤维基材；所述三元溶液包括cacl2、乙醇和水；(3)将所述预处理蚕丝纤维基材浸泡于含有镁离子的聚多巴胺溶液中，进行改性，得到聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料。本发明以热压后的平板丝作为基底材料，省去了传统技术的削茧、脱胶等一系列繁琐步骤，操作简单，成本低廉，工艺环保，且热压平板丝后，蚕丝支架材料的力学性能大幅度提升；本发明使用三元溶液对蚕丝纤维基材进行微处理，使得基底材料表面粗糙度增加，利于细胞后续的黏附生长，再通过多巴胺自聚合形成的聚多巴胺依靠本身的类粘性蛋白结构接枝在材料表面，提高蚕丝纤维基材的亲水性，并使其拥有更优异的生物相容性；镁离子能够取代聚多巴胺儿茶酚结构中的羟基，本发明利用聚多巴胺的接枝作用，将镁离子接枝于蚕丝纤维基材表面，从而在调节巨噬细胞极化、促血管生成和促骨再生方面发挥优良效果。mc3t3-e1细胞与巨噬细胞增殖实验表明交联聚多巴胺后蚕丝纤维基材的生物相容性提高；极化实验表明本发明聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料能够促进巨噬细胞的表型转变；茜素红与碱性磷酸酶染色实验表明本发明聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料拥有优秀的成骨能力。
附图说明
25.图1为不同处理的热压蚕丝纤维基材的实物图；
26.图2为不同处理的热压蚕丝纤维基材的红外光谱图；
27.图3为不同处理的热压蚕丝纤维基材的接触角；
28.图4为不同处理的热压蚕丝纤维基材的应力-应变变化图；
29.图5为不同处理的热压蚕丝纤维基材的eds元素分析图；
30.图6为不同处理的热压蚕丝纤维基材的镁元素定量图；
31.图7为mc3t3-e1细胞增殖结果；
32.图8为raw细胞增殖结果；
33.图9为巨噬细胞极化结果；
34.图10为茜素红与碱性磷酸酶染色实验结果；
35.图11为micro-ct三维重建图像结果；
36.图12为术后6周小鼠骨体积分数定量结果。
具体实施方式
37.本发明提供了一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料的制备方法，包括以下步骤：
38.(1)对堆叠的多层平板丝进行热压，得到热压蚕丝纤维基材；
39.(2)将所述热压蚕丝纤维基材浸泡于三元溶液中，取出后冷冻干燥，得到预处理蚕丝纤维基材；所述三元溶液包括cacl2、乙醇和水；
40.(3)将所述预处理蚕丝纤维基材浸泡于含有镁离子的聚多巴胺溶液中，进行改性，得到聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料。
41.本发明对堆叠的多层平板丝进行热压，得到热压蚕丝纤维基材。在本发明中，所述平板丝优选为五龄上簇熟蚕于二维的吐丝床平面上吐丝得到的平板丝。在本发明中，所述平板丝的克重优选为2～3g。
42.在本发明中，所述平板丝的堆叠层数优选为1～300层，更优选为10～200层，更优选为50～100层。在本发明中，所述多层平板丝的堆叠厚度优选为0.1～30cm，更优选为1～15cm，进一步优选为5～10cm。
43.本发明优选使用热压机进行所述热压；在本发明中，所述热压的温度优选为80～130℃，更优选为100～120℃；热压压强优选为10～500mpa，更优选为50～300mpa，进一步优选为100～200mpa；保温保压时间优选为5～180min，更优选为10～150min，进一步优选为30～100min。本发明通过所述热压，使蚕丝纤维基材热塑成型。
44.得到所述热压蚕丝纤维基材后，本发明将所述热压蚕丝纤维基材浸泡于三元溶液中，取出后冷冻干燥，得到预处理蚕丝纤维基材；所述三元溶液包括cacl2、乙醇和水。在本发明中，所述三元溶液中，cacl2、乙醇和水的摩尔比优选为0.9～1:2:6.5～8，进一步优选为1:2:8、1:2:7、1:2:6.5或0.9:2:8。
45.在本发明中，所述浸泡的温度优选为60～100℃，更优选为70～80℃；时间优选为5～15min，更优选为10min。本发明通过适宜的三元溶液微处理材料表面时间，使得材料表面部分丝胶溶解在三元溶液中，造成材料表面呈凹凸不规状，这一定程度上增加热压蚕丝纤维基材表面的粗糙度。
46.在本发明中，所述冷冻干燥优选包括依次进行的冷冻和真空冷冻干燥。在本发明中，所述冷冻优选在冰箱中进行，所述冷冻的温度优选为-40℃～-100℃，时间优选为12h。本发明对所述真空冷冻干燥的具体操作方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的真空冷冻干燥方式即可。
47.得到所述预处理蚕丝纤维基材后，本发明将所述预处理蚕丝纤维基材浸泡于含有镁离子的聚多巴胺溶液中，进行改性，得到聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料。在本发
明中，所述含有镁离子的聚多巴胺溶液的制备方法，优选包括以下步骤：
48.将盐酸多巴胺与tris-hcl溶液混合，进行自聚合反应，得到聚多巴胺溶液；
49.将可溶性镁盐与所述聚多巴胺溶液混合，得到含有镁离子的聚多巴胺溶液。
50.在本发明中，所述tris-hcl溶液的浓度优选为10mm，ph值优选为8.5。在本发明中，所述自聚合反应的温度优选为室温，时间优选为12～24h，更优选为16～20h。
51.在本发明中，所述聚多巴胺溶液中，聚多巴胺的浓度优选为2～4mg/ml，更优选为3mg/ml。
52.在本发明中，所述可溶性镁盐优选为mgso4，所述含有镁离子的聚多巴胺溶液中，镁离子的浓度优选为0.00005～0.01mol/l，更优选为0.0001～0.0004mol/l。
53.在本发明中，所述预处理蚕丝纤维基材浸泡于含有镁离子的聚多巴胺溶液中的顺序优选为：先将预处理蚕丝纤维基材浸泡于聚多巴胺溶液中，再加入可溶性镁盐。
54.在本发明中，所述改性的温度优选为室温，时间优选为12～24h，更优选为16～20h。在本发明中，所述改性的过程中，聚多巴胺接枝在预处理蚕丝纤维基材表面，镁离子取代多巴胺儿茶酚结构中的羟基，实现蚕丝纤维基材表面镁离子的修饰。
55.所述改性后，本发明优选对聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料进行洗涤和干燥。在本发明中，所述洗涤优选为水洗，所述干燥优选为自然风干干燥。
56.本发明提供了上述制备方法制备得到的聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料，包括热压的蚕丝纤维基材和修饰在所述蚕丝纤维基材表面的聚多巴胺和镁离子。
57.本发明提供了上述聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料在制备骨修复材料中的应用。本发明提供的聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料具有优异的机械性能和生物相容性、可调节巨噬细胞极化、促血管生成和促骨再生的效果，可作为不同部位骨缺损的修复支架材料。
58.下面结合实施例对本发明提供的聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
59.实施例1
60.将一定数量的五龄上簇熟蚕置于二维的吐丝床平面上进行吐丝，获得0.1～0.3cm的平板丝，将获得的平板丝堆叠成厚度为2～4层的多层平板丝，利用热压机将多层平板丝热塑成型，其中热压的温度为105℃，时间为1h，压力为100mpa，形成热压蚕丝纤维基材。
61.将热压蚕丝纤维基材三元溶液中进行预处理，三元溶液中cacl2:etoh:h2o的摩尔比为1:2:8，浸泡的温度为80℃，时间为10min。将预处理后的热压蚕丝纤维基材放入冰箱中冷冻，冷冻温度为-80℃，时间为12h，随后进行真空冷冻干燥处理，形成表面处理后热压蚕丝纤维基材。
62.使用10ml tris-hcl缓冲液(10mm，ph＝8.5)作为溶剂溶解20mg盐酸多巴胺，得到聚多巴胺溶液；将表面处理后热压蚕丝纤维基材浸泡于聚多巴胺溶液中，加入mgso4，控制mgso4在聚多巴胺溶液中的浓度为0.00005mol/l，24h后取出材料，去离子水清洗三次后，形成聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料，记为th-pda@mg1。
63.实施例2
64.与实施例1的区别在于，mgso4在聚多巴胺溶液中的浓度为0.0001mol/l，记为th-pda@mg2。
65.实施例3
66.与实施例1的区别在于，mgso4在聚多巴胺溶液中的浓度为0.0002mol/l，记为th-pda@mg3。
67.实施例4
68.与实施例1的区别在于，mgso4在聚多巴胺溶液中的浓度为0.0004mol/l，记为th-pda@mg4。
69.实施例5
70.与实施例1的区别在于，mgso4在聚多巴胺溶液中的浓度为0.001mol/l，记为th-pda@mg5。
71.测试例1
72.以下结构表征和性能测试中，hfsc代表为热压蚕丝纤维基材；thfsc代表为表面处理后热压蚕丝纤维基；th-pda代表为浸泡在聚多巴胺溶液后的表面处理热压蚕丝纤维基；th-pda@mg1-5代表为不同镁离子浓度下浸泡在聚多巴胺溶液后的表面处理热压蚕丝纤维基。
73.不同处理的热压蚕丝纤维基材的实物图如图1所示，红外光谱图如图2所示。从实物图与红外光谱图中中可以观察到多巴胺成功自聚合成聚多巴胺且交联于蚕丝纤维基材表面。
74.不同处理的热压蚕丝纤维基材的接触角如图3所示，应力-应变变化图如图4所示。接触角与应力-应变表明聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝纤维基材拥有更好的亲水性，利于细胞的黏附生长，同时相对于表面处理后热压蚕丝纤维力学性能也有一定的改善。
75.对不同处理的热压蚕丝纤维基材进行eds测试，所得eds元素分析图如图5所示，图5中红色表示碳元素、绿色表示氮元素、蓝色表示氧元素、黄色表明镁元素。不同处理的热压蚕丝纤维基材的镁元素定量图如图6所示。
76.由图5和图6可以看出，蚕丝纤维基材表面成功利用聚多巴胺接枝镁离子且随着镁离子浓度的增加，其蚕丝纤维基材表面的镁离子也增加。
77.测试例2mc3t3-e1细胞与巨噬细胞增殖实验
78.本测试例所采用的mc3t3-e1细胞购买自中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库/中国科学院上海生命科学院细胞资源中心；raw264.7细胞来源于本课题组。mc3t3-e1用含有10％胎牛血清、1％青链霉素的α-mem培养基在37℃5％co2条件下培养，每3天更换一次培养基；raw264.7细胞用含有10％胎牛血清、1％青链霉素的dmem培养基在37℃5％co2条件下培养，每3天更换一次培养基。将各组蚕丝纤维基材用75％酒精浸泡2～3h，pbs冲洗3～5次后，放置于紫外环境照射2～3h。将mc3t3-e1细胞与raw264.7以5
×
104cell/孔的密度接种在48孔板中，24h后，将上述灭菌材料放置于孔板中与细胞在培养箱中培养。采用mts法检测两者细胞的增值活力，在预定时间点(24h48h)取出细胞板，吸出培养基，用pbs缓慢冲洗，在每孔加入500μl mts工作液后放置在细胞培养箱中避光孵育2h。最后，吸取100μl上清液至96孔板中，通过酶标仪检测490nm波长下的吸光度。将接种含有10％fbs培养基作为对照，其吸光度值用于确定细胞的100％存活率。所有实验组均设置三个生物学重复。结果以细胞活力表示：细胞活力(％)＝(a
e-an)/(a
p-an)
×
100，式中a
p
为阳性对照组的吸光度，an为阴性对照组的吸光度，ae为实验组的吸光度。
79.mc3t3-e1细胞增殖结果如图7所示，raw细胞增殖结果如图8所示。结果表明，交联聚多巴胺后蚕丝纤维基材的生物相容性提高。
80.测试例3巨噬细胞极化实验
81.巨噬细胞作为一种触发先天免疫反应的前体细胞类型，具有独特的功能和表型特征。巨噬细胞根据其功能和表面标记物可分为经典激活的m1表型和交替激活的m2表型。m1型巨噬细胞通常被认为是表达高水平的促炎细胞因子，如一氧化氮酶(inos)、血管内皮生长因子(vegf)、白细胞介素il-6、肿瘤坏死因子tnf-α等，诱导炎症浸润；m2型巨噬细胞通常具有抗炎分子的特征，如甘露糖受体mrc-1(也称cd206)、趋化因子、谷氨酰胺转氨酶2等。巨噬细胞聚集在植入部位，并与植入材料相黏附形成巨细胞，分泌各种化学成分来调控微环境，在组织再生中起着至关重要的作用。已有研究报道，生物材料诱导的m2型巨噬细胞极化利于骨损伤再生的快速修复。
82.本测试例通过将m0型巨噬细胞诱导成m1型，研究蚕丝纤维基材对m1型巨噬细胞向m2型转化的作用，具体实验步骤如下：(1)raw267.4在培养瓶中培养至70～80％融合时，将细胞以5
×
104cell/ml接种在十二孔板中，每孔设置三个平行孔。(2)12h后吸出培养基，用无菌pbs清洗3次，每孔加入500μl 0.5μg/ml的脂多糖lps(dmem配制)诱导12h，析出培养基，pbs清洗2～3次，加入1ml dmem完全培养基并放入各组蚕丝纤维基材，孵育48h。弃去培养基，pbs清洗3次。(3)室温下，每孔加入500μl4％多聚甲醛孵育10min以固定细胞。吸去多聚甲醛，pbs清洗3次。(4)每孔加入500μl 0.1％trixton-100室温下通透10min。除去通透剂，pbs清洗3次，每次5min。(5)每孔加入1ml 1％bsa溶液室温下孵育1h，封闭抗体的非特异性结合。(6)每孔加入500μl稀释一抗(m1型一抗为inos，m2型一抗为mrc-1)4℃孵育过夜。(7)吸出一抗，用pbs清洗细胞3次，每次5min。(8)每孔加入500μl稀释二抗(溶于含1％bsa的pbs中)37℃避光孵育2h。(9)吸出二抗，pbs避光清洗3次，每次5min。(10)每孔加入500μldapi染液，复染细胞核10min。(11)使用超高分辨率共聚焦显微镜观察荧光强度。
83.巨噬细胞极化实验结果如图9所示。可以看出，与control组相比，thfsc组红色荧光减弱，而th-pda组与th-pda@mg2组红色荧光大幅度减弱；同时thfsc组绿色荧光增强，而th-pda组与th-pda@mg2组绿色荧光大幅度增强。表明蚕丝纤维基材在三元溶液处理后，由于部分溶解丝胶，thfsc具有低免疫原性，能诱导巨噬细胞表型转化，同时加入了镁离子之后能够更有利于巨噬细胞的表型转化。
84.极化实验表明利用聚多巴胺接枝镁离子后的蚕丝纤维基材能够促进巨噬细胞的表型转变。
85.测试例4茜素红与碱性磷酸酶染色实验
86.碱性磷酸酶(alp)是骨形成所必需的酶，是成骨分化和功能成熟的早期标志，为了评估各组蚕丝纤维基材对mc3t3-e1成骨分化的影响，采用碱性磷酸酶染色法测定其表达活性。矿化钙结节是成骨细胞分化成熟的标志，同时也是成骨细胞行使成骨功能的主要形态学特征，观察成骨细胞的矿化钙结节是研究成骨细胞分化常用技术之一。
87.茜素红与碱性磷酸酶染色实验结果如图10所示。通过茜素红与碱性磷酸酶染色实验表明利用聚多巴胺溶液接枝镁离子后表面处理热压蚕丝纤维基拥有优秀的成骨能力。
88.测试例5动物实验
89.本实施例使用的动物实验为雄性sd大鼠(6～8周龄，体重200
±
20g)，将30只大鼠
分为三组，空白对照组、thfsc、th-pda@mg2，每组5只。使用对每只大鼠利用乙醚麻醉，具体方法为：将被乙醚浸湿的消毒脱脂棉球或纱布放入烧杯(1000ml)内，将实验动物放入，用塑料薄膜封口，观察，会发现动物先开始兴奋，继而出现抑制，自行倒下。由于实验时间过长，可将动物固定在实验台上，将含有乙醚的棉球靠近其鼻部，保持吸入状态。起效后颅骨区备皮、消毒、铺巾并使大鼠呈俯卧位，在大鼠颅骨行3cm纵向切口，切开皮肤，皮下组织和肌肉－骨膜层并翻瓣，钝性分离暴露颅骨骨板。用小型牙科钻在颅骨颅中缝制造直径为8mm大小的全层骨膜骨质缺损。空白对照组不放材料，直接用5-0丝线缝合皮下层，消毒后用1#丝线缝合皮肤层。thfsc蚕丝支架组以及pda@mg复合蚕丝支架放入材料后再缝合皮肤。术后保温直到大鼠苏醒，分笼饲养，术后每日腹腔注射青霉素20万单位，连续三天。每三天测量大鼠体重，观察大鼠的健康状况。
90.于术后6周对大鼠进行吸入过量乙醚气体麻醉(方式同上)，再给予动物辅助断颈处理。取出大鼠颅骨，置于4％多聚甲醛溶液中固定保存。用micro-ct对颅骨进行扫描分析。所得micro-ct三维重建图像结果如图11所示，由图11可以看出，植入支架材料6周后，thfsc和th-pda@mg2处理组缺损边缘都观察到了新骨的生成，且th-pda@mg2处理组生成的新骨更多，而control组则几乎观察不到新骨的生成。
91.同时对术后6周骨体积分数(bv/tv)定量，所得定量结果如图12所示，结果显示，th-pda@mg2(12.17
±
1.06％)相比thfsc(9.43
±
0.92％)和control(7.58
±
1.15％)，有更多的矿化基质骨生成。这表明th-pda@mg2组对骨修复的效果更优，修复效果更好。
92.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料的制备方法，包括以下步骤：(1)对堆叠的多层平板丝进行热压，得到热压蚕丝纤维基材；(2)将所述热压蚕丝纤维基材浸泡于三元溶液中，取出后冷冻干燥，得到预处理蚕丝纤维基材；所述三元溶液包括cacl2、乙醇和水；(3)将所述预处理蚕丝纤维基材浸泡于含有镁离子的聚多巴胺溶液中，进行改性，得到聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多层平板丝的堆叠厚度为0.1～30cm；所述热压的温度为80～130℃，热压压强为10～500mpa，保温保压时间为5～180min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三元溶液中，cacl2、乙醇和水的摩尔比为0.9～1:2:6.5～8。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中浸泡的温度为60～100℃，时间为5～15min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有镁离子的聚多巴胺溶液的制备方法，包括以下步骤：将盐酸多巴胺与tris-hcl溶液混合，进行自聚合反应，得到聚多巴胺溶液；将可溶性镁盐与所述聚多巴胺溶液混合，得到含有镁离子的聚多巴胺溶液。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述tris-hcl溶液的浓度为10mm，ph值为8.5。7.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述含有镁离子的聚多巴胺溶液中，镁离子的浓度为0.00005～0.01mol/l，聚多巴胺的浓度为2～4mg/ml。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中改性的时间为12～24h。9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料，包括热压的蚕丝纤维基材和修饰在所述蚕丝纤维基材表面的聚多巴胺和镁离子。10.权利要求9所述的聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料在制备骨修复材料中的应用。

技术总结
本发明提供了一种聚多巴胺和镁离子改性的蚕丝支架材料及其制备方法和应用，属于骨修复材料技术领域。本发明以热压后的平板丝作为基底材料，省去了传统技术的削茧、脱胶等一系列繁琐步骤，操作简单，成本低廉，工艺环保，且热压平板丝后，蚕丝支架材料的力学性能大幅度提升；本发明使用三元溶液对蚕丝纤维基材进行微处理，使得基底材料表面粗糙度增加，利于细胞后续的黏附生长，再通过多巴胺自聚合形成的聚多巴胺接枝在材料表面，提高蚕丝纤维基材的亲水性和生物相容性；镁离子能够取代聚多巴胺儿茶酚结构中的羟基，利用聚多巴胺的接枝作用，将镁离子接枝于蚕丝纤维基材表面，从而在调节巨噬细胞极化、促血管生成和促骨再生方面发挥优良效果。发挥优良效果。发挥优良效果。


技术研发人员：代方银 程岚 许翔 王艺 童晓玲 丁鑫 刘祖兰
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/10/11