[發明專利]礦化電紡明膠超細纖維仿生骨修復材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910069040.0
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101601871A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 趙瑾;袁曉燕;趙玉平;關倩倩;姚康德
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61L27/40
• 分類號: A61L27/40;A61L27/22;A61L27/12
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明涉及一種礦化電紡明膠超細纖維仿生骨修復材料及其制備方法，屬于生物醫 用材料領域。

背景技術

骨的主要成份是納米羥基磷灰石(HA)和膠原纖維。納米磷灰石礦物在膠原基質上規 則沉積，其晶軸c軸沿納米膠原纖維長軸取向。在這種有機、無機巧妙結合的復合體形成 過程中，生物礦化起著至關重要的作用。利用有機模板可以對無機晶體的成核、生長、晶 型及取向進行有效調控，從而模擬生物界的礦化過程制備仿生材料。因此，通過礦化的方 法，從仿生的角度制備成份和結構愈發相似于骨的替代物有望解決日益加劇的骨缺損修復 問題。

Du等用片狀膠原作為羥基磷灰石沉積的模板制備具有良好生物活性的復合支架。 Annie?John等用鈣鹽溶液與磷酸鹽溶液交替處理膠原支架，使羥基磷灰石沉積于支架表 面(Annie?John，Liu?Hong，Yoshito?Ikada，et?al.“A?trial?to?prepare?biodegradable collagen-hydroxyapatite?composites?for?bone?repair”，Journal?of?Biomaterials Science-Polymer?Edition?2001，12：689-705)。Rosseeva?E?V等利用結構上與膠原類 似，具有較低抗原性且價格便宜的明膠代替膠原，以明膠凝膠作為模板制備了明膠/氟磷 灰石復合材料(Rosseeva?E?V，Buder?J，Simon?P，et?al.“Synthesis，Characterization， and?Morphogenesis?of?Carbonated?Fluorapatite-Gelatine?Nanocomposites：A?Complex Biomimetic?Approach?toward?the?Mineralization?of?Hard?Tissues”，Chemistry?of Materials?2008，20：6003-6013)。然而，這些基質模板均缺乏與骨基質相似的纖維結構。

靜電紡絲技術可以制備直徑在數十納米至數微米的超細纖維，這種超細纖維結構與骨 以及許多組織細胞外基質極其相似，擁有極高的比表面積，有利于細胞的粘附和生長。近 來，研究者利用靜電紡絲纖維膜作為模板制備了一系列納米羥基磷灰石復合材料 (Kothapalli?C?R，Shaw?M?T，Olson?J?R，et?al.“Fabrication?of?novel?calcium phosphate/poly(lactic?acid)fiber?composites”，Journal?of?biomedical?materials research?2008，84B：89-97；Cui?W?G，Li?X?H，Zhou?S?B，et?al.“In?situ?growth?of hydroxyapatite?within?electrospun?poly(DL-lactide)fibers”Journal?of?biomedical materials?research?2007，82A：831-841)。然而這些模板材料多為人工合成材料，在 性質上與天然材料尤其是膠原存在一定差異，亦缺乏細胞粘附及生物活性物質結合的位 點，因此所得復合材料僅從結構上較好模擬了天然骨，還有其不足之處。

發明內容

本發明的目的在于提供一種礦化電紡明膠超細纖維仿生骨修復材料及其制備方法。該 材料從微觀成份、性質及結構上均較好的模擬了天然骨，可為細胞粘附、增殖等提供與天 然骨相類似的微環境，具有良好的生物相容性。本發明制備過程簡便易行，成本低。

本發明提供的礦化電紡明膠超細纖維仿生骨修復材料是以明膠、氯化鈣和磷酸氫二鈉 為主要原料，按照質量配比：明膠電紡纖維：CaCl₂·H₂O∶Na₂HPO₄＝1∶129～430∶85.2～284， 進行制備，在直徑600～800nm的交聯超細明膠電紡纖維上原位沉積直徑為20～40nm的針棒 狀羥基磷灰石；