[發(fā)明專利]顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法

有效

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• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101554493A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 王迎軍;寧成云;尹兆益;鄭華德
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州南楓生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/24;A61L27/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 盛佩珍

技術領域

本發(fā)明涉及人工骨修復材料技術領域，具體涉及一種顆粒定向排列的納 米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法。

背景技術

骨缺損修復是國內外臨床醫(yī)學和生物材料領域長期以來的一個重要的研 究課題。迄今為止臨床上對創(chuàng)傷、感染和腫瘤切除后所造成的大范圍骨缺損 的修復問題仍未得到有效的解決。自體骨由于來源有限，同時會給患者帶來 痛苦，其他骨修復材料，如異體骨，或異種骨容易導致免疫問題和疾病傳染。 而人工骨修復材料由于和自然骨高度精密的礦化結構差異較大，也還存在很 多問題。

作為人工骨修復材料，從成分和結構方面進行仿生是目前和今后發(fā)展的 主要方向。而人體骨組織是一種納米羥基磷灰石和膠原組裝復合的，高度精 密的自然礦化生物結構材料。作為仿生性的骨修復材料，或者組織工程支架 材料，模擬自然骨的組成和結構，將納米羥基磷灰石與膠原復合進行構建是 一種非常有前景的生物材料制備方法。

目前大多數羥基磷灰石/膠原復合物實際上是羥基磷灰石粉體和膠原的 機械混合物，通常是將燒結的羥基磷灰石研磨后與膠原溶液混合均勻制成。 馬寧，曾毅，張莉，等.多孔納米羥基磷灰石/膠原復合材料的制備及性能.吉 林大學學報(醫(yī)學版)，2006，32(1)：90-93，該文以氫氧化鈣和磷酸為原 料合成納米羥基磷灰石，真空烘干后再分別在300℃、600℃和800℃的溫度下 燒結，并與從牛肌腱中提取可溶性I型膠原混合，應用戊二醛交聯凍干法使二 者復合制備呈三維網孔狀結構生物多孔膜，孔徑10～40μm，由納米尺度的羥 基磷灰石和膠原纖維組成。韓長菊，葉金鳳，陳慶華，等.物理發(fā)泡法制備 羥基磷灰石/膠原蛋白多孔支架材料.佛山陶瓷，2006，11(119)：8-10， 該文以氫氧化鈣懸浮液和磷酸為主要實驗原料用共滴定的方法合成羥基磷灰 石，然后把羥基磷灰石粉與一定量的膠原蛋白溶液混合，經過物理發(fā)泡、冷 凍、微波干燥的過程，得到氣孔率為79％～89％的羥基磷灰石/膠原蛋白多孔 支架材料。上述方法雖然制備了滿足一定性能要求的納米羥基磷灰石/膠原復 合材料，但是羥基磷灰石粉末很容易團聚，實際上很難均勻分散并且和膠原 基體之間無法形成有效鍵合，陶瓷顆粒只能松散的分布于膠原框架內，并不 能有效地實現納米羥基磷灰石與膠原的仿生構建，從而限制其功能及在生物 醫(yī)學領域的應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足之處，通過研發(fā)一種結晶程度可 控、高度分散，且與高分子材料具有穩(wěn)定鍵合的一種顆粒定向排列的納米羥 基磷灰石溶膠，提供一種將上述溶膠與膠原基體復合得到的顆粒定向排列的 納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法。

實現本發(fā)明的目的是通過如下措施來實現的。

顆粒定向排列的納米羥基磷灰石/膠原支架的制備方法，其特征在于，改 性后的納米羥基磷灰石以溶膠狀態(tài)與膠原溶液充分混合分散，注模成型，具 體包括以下步驟及其工藝條件：

步驟一：納米羥基磷灰石溶膠的制備

(1)以聚乙烯吡咯烷酮同時為模板劑、分散劑和改性劑；

(2)配制0.01～3mol/L的鈣鹽和0.006～1.8mol/L的磷酸鹽溶液或配 制0.01～3mol/L的鈣鹽溶液和0.006～1.8mol/L的磷酸；

(3)采用高速分散機，在堿液控制體系中，將上述(1)、(2)的物料 充分進行混合，形成納米羥基磷灰石溶膠；該納米羥基磷灰石溶膠體系中鈣 磷摩爾比達1.6～1.7∶1，按質量百分比計聚乙烯吡咯烷酮含量為0.01～50 ％；

步驟二：納米羥基磷灰石溶膠的陳化

上述溶膠在20～100℃的溫度下陳化至少24小時，然后用去離子水充分 洗滌溶膠得到顆粒定向排列的納米羥基磷灰石溶膠；

步驟三：納米羥基磷灰石/膠原支架的成型

(1)用醋酸溶液配制3mg/ml～20mg/ml的膠原溶液；

(2)采用高速分散機，將膠原溶液與步驟二的納米羥基磷灰石溶膠充分 混合，得到納米羥基磷灰石/膠原的混合液；所述納米羥基磷灰石溶膠∶膠原 溶質的質量比為0.1～9∶1；

(3)將納米羥基磷灰石/膠原的混合液靜置除去氣泡后注入模型，再置 于超低溫冰箱中冷凍至少24小時，接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥至少24 小時，即得到納米羥基磷灰石/膠原支架；

步驟四：納米羥基磷灰石/膠原支架的后處理