一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料及其制备方法

1.本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料及其制备方法。


背景技术：

2.钙和磷是骨矿化的必需元素，在形成和吸收的稳态中调节骨代谢和矿化发挥关键作用。钙离子(ca
2+
)和无机磷酸盐(po
43-)都可以调节干细胞、骨细胞和内皮细胞的增殖分化，这些细胞通过一系列信号通路释放生长因子促进血管生成，加速骨愈合。由于良好的亲疏水微结构和优异的化学可设计性，聚氨酯已经被广泛应用于生物医疗领域。有机钙磷可以通过分子设计引入聚合物基质中，为具有生物活性的高分子提供活性位点。除了无机离子外，各种不同功能的生物酶通常也参与矿化事件。在天然骨形成过程中，矿化受到骨细胞的酶和膜转运机制的严格调控。多种酶分子激活矿化，参与骨重建。在钙磷改性的聚氨酯上引入具有催化活性的生物酶，负载的酶与修饰的分子基团之间的相互作用在促进矿化和成骨方面发挥了有机协同作用，能够赋予复合聚氨酯参与骨矿化的潜能，这也为载酶钙磷改性的新型活性生物材料的设计提供新的思路。不同理化性能的聚氨酯材料可成型为不同形貌的支架载体，将其应用在固定化酶领域可以较好的提升酶的利用率，同时发挥聚氨酯材料的可设计性达到实现调节催化区域化学微环境的目的。
3.目前关于钙磷改性复合高分子材料的研究已经得到广泛关注，中国专利cn114849664a公开了一种亚磷酸改性聚酚胺材料，将多胺与亚磷酸、甲醛进行反应得到改性多胺，将改性多胺与单宁酸进行聚酚胺反应，即可得到改性聚酚胺材料；该材料可应用于污水金属离子的吸附领域。中国专利cn 114213615a公开了一种磷酸胆碱改性聚氨酯材料，在聚氨酯分子链上接枝甘油磷酸胆碱，从而提升材料的亲水性、力学性能和抗溶胀性。除此之外，在固定化酶促进骨矿化领域，中国专利cn 113831568a公开了一种负载碱性磷酸酶的海藻酸钠-丙烯酰胺双网络水凝胶，该研究在水凝胶网络中引入ca
2+
、sr
2+
和zn
2+
，离子的引入使矿化变得均匀，该水凝胶具有较好的力学性能和成骨诱导活性。中国专利cn 111892720b公开了一种碱性磷酸酶诱导蚕丝蛋白溶液凝胶化和促进矿化的方法，碱性磷酸酶通过催化小分子多肽的磷酸根基团，触发凝胶化反应从而得到负载有碱性磷酸酶的水凝胶网络。中国专利cn112625158a公开了一种酶催化矿化聚丙烯酰基甘氨酰胺水凝胶的制备方法，将碱性磷酸酶直接固定在高分子网络中，从而使矿物在凝胶内部沉积，最终提升材料力学性能。由此可知，现有技术大多集中在载酶高分子材料的研究上，而忽略了酶载体功能化基团改性协同生物酶共同调控矿物沉积的作用。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术，本发明提供一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料及其制备方法，以使有机钙磷改性的聚氨酯材料不仅可以为原位矿化提供成核位点，且其可加工性和表面的极性基团也为酶固定方式提供多种可能，协同生物酶的作用，载酶钙磷改性的
聚氨酯生物活性材料在生物矿化领域具有较大潜力和应用前景。
5.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，提供一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，包括聚氨酯载体以及通过物理吸附法、共价结合法、包埋法和交联法中的至少一种负载在所述聚氨酯载体上的生物酶；聚氨酯载体的分子链上通过接枝、嵌段或交联方式连接有含羟基、氨基和/或巯基的有机钙/磷小分子；聚氨酯载体的分子链包括硬段和软段，其中，硬段单体为脂肪族二异氰酸酯，软段单体为含有端羟基的多元醇；生物酶为参与人体矿化过程、促血管形成的酶。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7.进一步，有机钙/磷小分子为甘油磷酸钙、甘油磷酸、二丁酰环磷腺苷钙、磷霉素钙、3-磷酰基苯甲酸、柠檬酸钙和甘油磷酸钠中的至少一种。
8.进一步，硬段单体为异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯；软段单体为分子量为1000～4000的聚四氢呋喃醚二醇或分子量为1000～4000聚己内酯二醇。
9.进一步，生物酶为组织非特异性碱性磷酸酶、磷酸氨基乙醇/磷酸胆碱磷酸酶和胞外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶1中的至少一种。
10.本发明还提供了一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料的制备方法，包括以下步骤：
11.s1：将硬段单体和软段单体按1～4:1的摩尔比混合，再加入占硬段单体和软段单体总质量0.05～1％的催化剂，于65～75℃下反应90～150min；催化剂为有机金属催化剂或胺类催化剂；
12.s2：向s1反应后的体系中加入有机钙/磷小分子，继续保温反应4～9h，得聚氨酯基体；所加入的有机钙/磷小分子与软段单体的摩尔比为1:1～5；
13.s3：将s2得到的聚氨酯基体加工成型，得到聚氨酯载体；
14.s4：将s3得到的聚氨酯载体通过物理吸附法、共价结合法、包埋法和交联法中的至少一种在聚氨酯载体上负载生物酶。
15.进一步，催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或三乙醇胺。
16.进一步，聚氨酯载体为聚氨酯纤维膜，其经过以下步骤制得：
17.s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:20～30ml的料液比溶于有机溶剂中，得到电纺丝液；有机溶剂为三氟乙醇、氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种；
18.s2：将电纺丝液通过静电纺丝的方式制成聚氨酯纤维膜，静电纺丝条件为：
19.接收板侧的负压为0～5kv，电纺丝液侧的正压为5～12kv，
20.电纺溶液的流速为0.25～3ml/h，
21.电纺丝液喷丝结构与接收板之间的距离为10～20cm，
22.环境温度为10～40℃，
23.环境相对湿度为20～70％。
24.进一步，聚氨酯载体为聚氨酯微球，其经过以下步骤制得：
25.s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:30～50ml的料液比溶于有机溶剂中，得到电喷雾液，有机溶剂为三氟乙醇、氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种；
26.s2：将电喷雾液通过静电喷雾的方式制成聚氨酯微球，静电喷雾条件为：
27.接收板侧的负压为0～5kv，在电纺丝液侧的正压为5～10kv，
28.电喷溶液的流速为0.5～5ml/h，
29.注射器针头与接收板之间的距离为10～20cm，
30.环境温度为10～40℃，
31.相对湿度为20～70％；或者是，聚氨酯微球经过以下步骤制得：
32.s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:25～35ml的料液比溶于有机溶剂中，得到油相，有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、甲苯和乙酸乙酯中至少一种；将表面活性剂溶于水中，制成浓度为0.2～3wt％的溶液，得到水相，表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚系列、烷基糖苷化合物、聚氧乙烯脂肪胺、聚乙二醇脂肪酸酯和聚乙烯醇中至少一种；
33.s2：将油相和水相按1:3～10的体积比混合，以1000～2000rpm的速率搅拌2～6h，得到聚氨酯微球乳液，再离心、洗涤、干燥，得到聚氨酯微球。
34.进一步，聚氨酯载体为聚氨酯多孔支架，其经过以下步骤制得：
35.s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:10ml的料液比溶于有机溶剂中，得到打印液，有机溶剂为有机溶剂为丙酮、乙醇、氯仿、二氯甲烷中的至少一种；
36.s2：将打印液通过3d打印的方式制成聚氨酯多孔支架，3d打印条件为：
37.打印平台温度为25～40℃；
38.气压为0.1～0.6mpa；
39.打印速率为1～5mm/min；
40.层高0.1～0.15mm；
41.丝间距为400～1000mm。
42.进一步，物理吸附法为将聚氨酯载体在浓度为1～5mg/ml的生物酶溶液中浸泡10～48h。
43.本发明的有益效果是：本发明以聚氨酯为基本单元，通过在分子结构的主链或侧链引入含羟基、氨基、巯基等基团的有机钙/磷小分子，得到钙磷改性的生物活性聚氨酯材料，同时，加载与生物矿化相关的磷酸酶、脱磷酸酶、氧化还原酶等，协同高分子基质表面有机钙磷作用。所得材料本身可为生物矿化提供成核位点，其次可通过将其成型为不同的载体，与矿化相关的生物酶协同作用，从而达到加速或调控矿物生成，实现骨修复的目的。
附图说明
44.图1为实施例10制得的钙磷改性聚氨酯表面的钙磷元素分布图及形貌图；
45.图2为实施例10制得的载酶生物材料的表面形貌图；
46.图3～4为载酶生物材料体外矿化形成的表层磷灰石晶体的表面形貌图和xrd图。
具体实施方式
47.下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
48.实施例1
49.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
50.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
51.将7.5g聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg)(分子量2000，3.75mmol)、1.8g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，8.1mmol)和0.0125g二月桂酸二丁基锡加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，70℃下反应2h后加入0.4g柠檬酸钙(分子量498.433，0.8mmol)，继续保温反应9h，得到钙磷改性的聚氨酯。
52.(2)制备聚氨酯静电纺丝纤维膜
53.将0.25g钙磷改性的聚氨酯溶于5ml六氟异丙醇中，充分溶解后得到聚氨酯电纺丝液；在室温25℃，相对湿度40％环境中，将聚氨酯电纺丝液装入注射器，接收装置接负高压1kv后，控制接收距离均为15cm，施加正高压8kv，调节液体流速为1.05ml/h，22号平针头，约8h得到聚氨酯纤维膜。
54.(3)制备载酶生物材料
55.将胞外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶1溶于超纯水中，配置成0.1mg/ml的酶溶液，将步骤(2)得到的聚氨酯纤维膜浸泡在酶溶液中，37℃下静置吸附24h，得到载酶生物材料。
56.实施例2
57.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
58.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
59.将7.5g聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg)(分子量2000，3.75mmol)、1.9g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，8.54mmol)和0.0125g三乙醇胺加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，70℃下反应2h后加入0.6g甘油磷酸(分子量172.08，3.48mmol)，继续保温反应8h，得到钙磷改性的聚氨酯。
60.(2)制备聚氨酯静电纺丝纤维膜
61.将0.25g钙磷改性的聚氨酯溶于5ml三氟乙醇中，充分溶解后得到聚氨酯电纺丝液；在25℃，相对湿度40％环境中，将聚氨酯电纺丝液装入注射器，接收装置接负高压1kv后，控制接收距离均为12cm，施加正高压8kv，调节液体流速为1.05ml/h，22号平针头，约12h得到聚氨酯纤维膜。
62.(3)制备载酶生物材料
63.将磷酸氨基乙醇/磷酸胆碱磷酸酶溶于超纯水中，配置成0.2mg/ml的酶溶液，将步骤(2)得到的聚氨酯纤维膜浸泡在酶溶液中，37℃下静置吸附24h，得到载酶生物材料。
64.实施例3
65.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
66.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
67.将7.5g聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg)(分子量2000，3.75mmol)、1.8g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，8.1mmol)和0.0125g二月桂酸二丁基锡加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，70℃下反应2h后加入0.3g磷霉素钙(分子量176.12，1.7mmol)，继续保温反应8h，得到钙磷改性的聚氨酯。
68.(2)制备聚氨酯静电纺丝纤维膜
69.将0.17g钙磷改性的聚氨酯溶于5ml六氟异丙醇中，充分溶解后得到聚氨酯电纺丝液；在25℃，相对湿度40％环境中，将聚氨酯电纺丝液装入注射器，接收装置接负高压1kv后，控制接收距离均为15cm，施加正高压8kv，调节液体流速为0.7ml/h，22号平针头，约8h得到聚氨酯纤维膜。
70.(3)制备载酶生物材料
71.将磷酸氨基乙醇/磷酸胆碱磷酸酶溶于超纯水中，配置成0.5mg/ml的酶溶液，将步骤(2)得到的聚氨酯纤维膜浸泡在酶溶液中，37℃下静置吸附24h，得到载酶生物材料。
72.实施例4
73.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
74.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
75.将4g聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg)(分子量1000，4mmol)、0.89g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，4mmol)和2.445mg三乙醇胺加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，65℃下反应1.5h后加入0.7g磷霉素钙(分子量176.12，4mmol)，继续保温反应8h，得到钙磷改性的聚氨酯。
76.(2)制备聚氨酯静电纺丝纤维膜
77.将0.1g钙磷改性的聚氨酯溶于3ml丙酮中，充分溶解后得到聚氨酯电纺丝液；在10℃，相对湿度20％环境中，将聚氨酯电纺丝液装入注射器，接收装置接负高压0kv后，控制接收距离均为10cm，施加正高压5kv，调节液体流速为3ml/h，22号平针头，约8h得到聚氨酯纤维膜。
78.(3)制备载酶生物材料
79.将磷酸氨基乙醇/磷酸胆碱磷酸酶溶于超纯水中，配置成0.1mg/ml的酶溶液，将步骤(2)得到的聚氨酯纤维膜浸泡在酶溶液中，37℃下静置吸附24h，得到载酶生物材料。
80.实施例5
81.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
82.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
83.将4g聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg)(分子量4000，1mmol)、0.89g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，4mmol)和0.0489g辛酸亚锡加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，75℃下反应2.5h后加入0.9g磷霉素钙(分子量176.12，5mmol)，继续保温反应9h，得到钙磷改性的聚氨酯。
84.(2)制备聚氨酯静电纺丝纤维膜
85.将0.1g钙磷改性的聚氨酯溶于2ml丙酮中，充分溶解后得到聚氨酯电纺丝液；在40℃，相对湿度70％环境中，将聚氨酯电纺丝液装入注射器，接收装置接负高压5kv后，控制接收距离均为20cm，施加正高压12kv，调节液体流速为0.25ml/h，22号平针头，约8h得到聚氨酯纤维膜。
86.(3)制备载酶生物材料
87.将磷酸氨基乙醇/磷酸胆碱磷酸酶溶于超纯水中，配置成0.3mg/ml的酶溶液，将步骤(2)得到的聚氨酯纤维膜浸泡在酶溶液中，37℃下静置吸附24h，得到载酶生物材料。
88.实施例6
89.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
90.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
91.将7.5g聚己内酯二醇(分子量2000，3.75mmol)、1.8g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，8.1mmol)和0.0125g二月桂酸二丁基锡加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，70℃下反应2h后加入0.3g磷霉素钙(分子量176.12，1.7mmol)，继续保温反应8h，得到钙磷
改性的聚氨酯。
92.(2)制备聚氨酯静电纺丝纤维膜
93.将0.17g钙磷改性的聚氨酯溶于5ml六氟异丙醇中，充分溶解后得到聚氨酯电纺丝液；在25℃，相对湿度40％环境中，将聚氨酯电纺丝液装入注射器，接收装置接负高压1kv后，控制接收距离均为15cm，施加正高压8kv，调节液体流速为0.7ml/h，22号平针头，约8h得到聚氨酯纤维膜。
94.(3)制备载酶生物材料
95.将磷酸氨基乙醇/磷酸胆碱磷酸酶溶于超纯水中，配置成0.5mg/ml的酶溶液，将步骤(2)得到的聚氨酯纤维膜浸泡在酶溶液中，37℃下静置吸附24h，得到载酶生物材料。
96.实施例9
97.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
98.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
99.将7.4g聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg)(分子量2000，3.7mmol)、1.7g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，7.65mmol)和0.0125g二月桂酸二丁基锡加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，70℃下反应2h后加入0.8g甘油磷酸钠(分子量216.037，3.7mmol)，继续保温反应8h，得到钙磷改性的聚氨酯。
100.(2)制备聚氨酯微球
101.将0.4g钙磷改性的聚氨酯溶解于10ml的二氯甲烷中，所得溶液作为油相，以50ml含有2％聚乙烯醇的去离子水作为水相；在1000rpm搅拌速度下，将油相快速倒入水相中，持续搅拌3h，将获得乳液离心、洗涤、冷冻干燥，得到聚氨酯微球。
102.(3)制备载酶生物材料
103.将碱性磷酸酶溶于超纯水中，配置成1mg/ml的酶溶液，将步骤(2)得到的聚氨酯电喷微球浸泡在酶溶液中，37℃下静置吸附24h，得到载酶生物材料。
104.实施例10
105.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其经过以下步骤制得：
106.(1)制备钙磷改性的聚氨酯
107.将7.4g聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg)(分子量2000，3.7mmol)、1.7g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)(分子量222.28，7.65mmol)和0.0125g二月桂酸二丁基锡加入充满氮气的100ml三颈烧瓶中，70℃下反应2h后加入0.8g甘油磷酸钙(分子量212.152，3.77mmol)，继续保温反应8h，得到钙磷改性的聚氨酯。
108.(2)制备聚氨酯微球
109.将0.3g钙磷改性的聚氨酯溶解于10ml的二氯甲烷中，所得溶液作为油相，以50ml含有1％聚乙烯醇的去离子水作为水相；在1200rpm搅拌速度下，将油相快速倒入水相中，持续搅拌5h，将获得乳液离心、洗涤、冷冻干燥，得到聚氨酯微球。
110.(3)制备载酶生物材料
111.将2mg碱性磷酸酶溶于1ml超纯水中，得到酶溶液；再将5mg聚乙烯醇溶于1ml的酶溶液中配置成为含有0.5％(w/v)聚乙烯醇的酶溶液作为内水相。将0.18g步骤(2)制得的聚氨酯微球溶解于19ml的二氯甲烷作为油相，以50ml含有2％聚乙烯醇的去离子水作为外水相。将内水相快速倒入油相中，超声乳化3min(超声功率100w，超声5s，停1s)，得到w/o乳液。
在1000rpm搅拌速度下，将w/o乳液快速倒入外水相中，持续搅拌5h，将获得乳液离心、洗涤、冷冻干燥得到包埋有酶的聚氨酯微球，即载酶生物材料。
112.结果分析
113.以实施例10所制得的载酶生物材料为例，对本采用本发明中技术方案所得材料的性能进行分析。
114.本发明通过有机钙/磷小分子化学改性聚氨酯，通过电子能谱和表面形貌分析(图1)，证明钙磷元素成功引入到聚氨酯中，同时负载具有生物活性的碱性磷酸酶(alp)，通过扫描电子显微镜观察到alp的成功负载(图2)。扫描电镜结果发现，在载酶钙磷改性聚氨酯基质上形成了具有类磷灰石结构的晶体(图3)，x射线衍射证明了该晶体为磷灰石晶体(图4)。
115.虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

技术特征：
1.一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其特征在于：包括聚氨酯载体以及通过物理吸附法、共价结合法、包埋法和交联法中的至少一种负载在所述聚氨酯载体上的生物酶；所述聚氨酯载体的分子链上通过接枝、嵌段或交联方式连接有含羟基、氨基和/或巯基的有机钙/磷小分子；所述聚氨酯载体的分子链包括硬段和软段，其中，硬段单体为脂肪族二异氰酸酯，软段单体为含有端羟基的多元醇；所述生物酶为参与人体矿化过程、促血管形成的酶。2.根据权利要求1所述的载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其特征在于：所述有机钙/磷小分子为甘油磷酸钙、甘油磷酸、二丁酰环磷腺苷钙、磷霉素钙、3-磷酰基苯甲酸、柠檬酸钙和甘油磷酸钠中的至少一种。3.根据权利要求1所述的载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其特征在于：所述硬段单体为异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯；所述软段单体为分子量为1000～4000的聚四氢呋喃醚二醇或分子量为1000～4000聚己内酯二醇。4.根据权利要求1所述的载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料，其特征在于：所述生物酶为组织非特异性碱性磷酸酶、磷酸氨基乙醇/磷酸胆碱磷酸酶和胞外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶1中的至少一种。5.权利要求1～4任一项所述的载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：将硬段单体和软段单体按1～4:1的摩尔比混合，再加入占硬段单体和软段单体总质量0.05～1％的催化剂，于65～75℃下反应90～150min；所述催化剂为有机金属催化剂或胺类催化剂；s2：向s1反应后的体系中加入有机钙/磷小分子，继续保温反应4～9h，得聚氨酯基体；所加入的有机钙/磷小分子与软段单体的摩尔比为1:1～5；s3：将s2得到的聚氨酯基体加工成型，得到聚氨酯载体；s4：将s3得到的聚氨酯载体通过物理吸附法、共价结合法、包埋法和交联法中的至少一种在聚氨酯载体上负载生物酶。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或三乙醇胺。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯载体为聚氨酯纤维膜，其经过以下步骤制得：s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:20～30ml的料液比溶于有机溶剂中，得到电纺丝液；所述有机溶剂为三氟乙醇、氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种；s2：将电纺丝液通过静电纺丝的方式制成聚氨酯纤维膜，静电纺丝条件为：接收板侧的负压为0～5kv，电纺丝液侧的正压为5～12kv，电纺溶液的流速为0.25～3ml/h，电纺丝液喷丝结构与接收板之间的距离为10～20cm，环境温度为10～40℃，环境相对湿度为20～70％。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯载体为聚氨酯微球，其经
过以下步骤制得：s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:30～50ml的料液比溶于有机溶剂中，得到电喷雾液，所述有机溶剂为三氟乙醇、氯仿、二氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种；s2：将电喷雾液通过静电喷雾的方式制成聚氨酯微球，静电喷雾条件为：接收板侧的负压为0～5kv，在电纺丝液侧的正压为5～10kv，电喷溶液的流速为0.5～5ml/h，注射器针头与接收板之间的距离为10～20cm，环境温度为10～40℃，相对湿度为20～70％；或者是，所述聚氨酯微球经过以下步骤制得：s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:25～35ml的料液比溶于有机溶剂中，得到油相，所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、甲苯和乙酸乙酯中至少一种；将表面活性剂溶于水中，制成浓度为0.2～3wt％的溶液，得到水相，所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚系列、烷基糖苷化合物、聚氧乙烯脂肪胺、聚乙二醇脂肪酸酯和聚乙烯醇中至少一种；s2：将油相和水相按1:3～10的体积比混合，以1000～2000rpm的速率搅拌2～6h，得到聚氨酯微球乳液，再离心、洗涤、干燥，得到聚氨酯微球。9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯载体为聚氨酯多孔支架，其经过以下步骤制得：s1：将钙磷改性的聚氨酯按1g:10ml的料液比溶于有机溶剂中，得到打印液，所述有机溶剂为有机溶剂为丙酮、乙醇、氯仿、二氯甲烷中的至少一种；s2：将打印液通过3d打印的方式制成聚氨酯多孔支架，3d打印条件为：打印平台温度为25～40℃；气压为0.1～0.6mpa；打印速率为1～5mm/min；层高0.1～0.15mm；丝间距为400～1000mm。10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述物理吸附法为将聚氨酯载体在浓度为1～5mg/ml的生物酶溶液中浸泡10～48h。

技术总结
本发明公开了一种载酶钙磷改性的聚氨酯生物活性材料及其制备方法。本发明以聚氨酯为基本单元，通过在分子结构的主链或侧链引入含羟基、氨基、巯基等基团的有机钙/磷小分子，得到钙磷改性的生物活性聚氨酯载体，同时，加载与生物矿化相关的磷酸酶、脱磷酸酶等，协同高分子基质表面有机钙磷作用。所得材料本身可为生物矿化提供成核位点，其次可通过将其成型为不同的载体，与矿化相关的生物酶协同作用，从而实现在调控矿化领域的应用。而实现在调控矿化领域的应用。


技术研发人员：李玉宝 赵青 陈洁琼 左奕
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/13