[發明專利]兩步法制備羥基磷灰石-絲素蛋白復合支架材料的方法

有效

• 申請號: 200910095563.2
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101474429A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 姚菊明;吳娟紅;沈凱;蔡玉容
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/22;A61L27/12
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 唐銀益

技術領域

本發明涉及材料制備技術領域，尤其涉及一種兩步法制備羥基磷灰石 -絲素蛋白復合支架材料的方法。

背景技術

體內骨組織是受細胞高度調節控制生長而成的生物礦化組織，由兩大 部分構成——有機質和無機質。有機質(主要是骨膠原纖維束)作為骨的 網狀支架，賦予骨的彈性和韌性；而無機質(主要是羥基磷灰石結晶)決 定骨骼的硬度及剛性特征。同時，羥基磷灰石(HAP)具有良好的生物相容 性和骨傳導作用，是性能良好的骨修復/替代材料之一。但由單一的羥基磷 灰石制備的材料強度低、韌性差，不能廣泛應用于骨修復/替代材料。因此， 具有優良力學性質和生物相容性的羥基磷灰石-高分子復合材料的制備在 組織工程領域具有重大的現實意義，并已成為國內外研究熱點。

家蠶絲素蛋白來源豐富，除了被用于傳統的紡織原料外，由于其優越 的力學性能和相對良好的生體適應性，近年來，以其為基材的各種細胞生 長支架材料的研究應運而生。以絲素蛋白為基質，制備羥基磷灰石-絲素 蛋白復合支架材料在國內外也有報道。如：將羥基磷灰石溶膠與絲素溶液 混合制備了復合支架；以絲素粉末和羥基磷灰石粉末為原料，以NaCl為制 孔劑，模壓成型制備了SF/HA復合多孔材料等。但據有關文獻報道，羥基磷 灰石與有機質基體的界面結合力較差，在生理環境中，羥基磷灰石與高分 子基體的界面層容易受到破壞，從而導致復合材料未等缺損完全修復就過 早地失去其有效強度。因此，提高羥基磷灰石與高分子的界面結合力，是 制備高性能羥基磷灰石-高分子復合材料的關鍵因素之一。

發明內容

本發明的目的是提供工藝簡單、成本低、操作方便的一種兩步法制備 羥基磷灰石-絲素蛋白復合支架材料的方法，該方法包括下列步驟：

(1)在濃度為0.5～2.5％(w/v)的家蠶絲素蛋白溶液中依次滴加含鈣 離子和磷酸根離子的水溶液進行反應并不斷攪拌，反應過程中調控溶液pH 值為9；反應體系中鈣磷比為10∶6，絲素蛋白與反應生成羥基磷灰石的質量 比為1∶10；滴加完成后將反應液陳化24h，水洗離心后得羥基磷灰石-絲 素蛋白復合泥漿；

(2)向步驟(1)所得羥基磷灰石-絲素蛋白復合泥漿中加入濃度為 2～10％(w/v)的家蠶絲素蛋白溶液并不斷攪拌；復合泥漿干重與絲素蛋白 的質量比為4∶1，調控pH值為9；攪拌20～30min后，將混合液注入模具， -20℃預冷凍12h，-80℃冷凍處理2h后，經冷凍干燥制得多孔羥基磷灰 石-絲素蛋白復合支架材料。

所述步驟(1)中的含鈣離子的溶液為氯化鈣溶液或硝酸鈣溶液。

所述步驟(1)中的含磷酸根離子的水溶液為磷酸二氫鈉溶液、磷酸氫 二鈉溶液、磷酸氫二鉀溶液或磷酸二氫鉀溶液。

本發明的有益之處在于：

(1)步驟(1)為共沉淀法：在堿性溶液環境下，絲素蛋白分子上羧 基與溶液中的Ca²⁺離子形成化學鍵合；滴加PO₄^3-離子時，Ca²⁺離子又與PO₄^3-離子反應生成羥基磷灰石，從而制備了羥基磷灰石-絲素蛋白的復合物。

(2)步驟(2)為共混法：在羥基磷灰石-絲素蛋白復合泥漿中加入 絲素蛋白溶液后，復合物中的絲素蛋白分子與溶液中絲素蛋白分子形成分 子間氫鍵結合，注入模具并經冷凍-冷凍干燥后制備了多孔的羥基磷灰石 -絲素蛋白復合支架材料。

本發明制備的支架材料與現有共混法直接制備的羥基磷灰石-絲素蛋 白復合支架材料相比，具有良好的力學性能。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中制備的羥基磷灰石-絲素蛋白復合物干燥后 的TEM圖；

圖2為本發明實施例1中制備的羥基磷灰石-絲素蛋白復合支架材料 的SEM圖；

圖3分別為本發明實施例1和對照例中制備的羥基磷灰石-絲素蛋白 復合支架材料的壓縮強度比較圖；

圖4分別為本發明實施例1和對照例中制備的羥基磷灰石-絲素蛋白 復合支架材料的壓縮模量比較圖。

具體實施方式

下面結合實施例詳細說明本發明的技術方案。

實施例1