[發明專利]納米鈣磷鹽/膠原復合支架及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201110031181.0
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102085392A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 龔彥銘;王松
• 申請（專利權）人: 成都維德醫療器械有限責任公司
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/24;A61K6/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明屬于生物材料領域，具體地說，涉及一種納米鈣磷鹽/膠原復合支架及其制備方法與應用。

背景技術

日常交通事故、安全生產事故等意外事故和一些骨科疾病均會造成人體骨骼的缺失。據推算，我國每年潛在人工骨和人工骨關節置換病例數在300萬例左右。如今，全球骨移植材料的潛在市場達到了6.5億美元。每年約有400萬例病人進行骨移植手術，所使用的移植材料45%為自體骨、40%為同種異體骨及脫鈣骨基質、15%為合成材料。

骨移植已成為僅次于輸血的需求量最大的移植物。目前已使用的骨填充材料主要有金屬、陶瓷和人工合成聚合物幾大類，近來又興起仿生材料，仿生骨填充材料也稱納米骨填充材料，該類材料一般是以膠原、殼聚糖、瓊脂糖等為基質。雖然該類骨填充材料的力學強度較低，但是其優良的骨誘導性和可生物降解、吸收性能使其在骨骼缺損修復方面大有可為。

通過模仿自然骨的結構與功能，從仿生學的角度設計制備骨修復材料。目前已有少量的仿生骨產品進入了市場，但存在填充性不好，生物相容性不高以及對成骨細胞的誘導能力低等缺陷。

US?5532217報道了一種將膠原蛋白紡絲制備成膠原纖維，經礦化得到礦化膠原纖維用于骨骼修復，但是該產品孔隙結構不好，且通過膠原蛋白紡絲得到的膠原纖維在體內易迅速降解；中國專利：200610013009.1報道了一種將礦化膠原擠壓成型得到骨填充材料的方法，但是該產品的孔隙率較低，不利于骨細胞的擴散與生長；中國專利：200510107942.0將膠原蛋白與納米羥基磷灰石混合后真空冷凍干燥得到骨填充材料，但是用該方法制備得到的產品中的羥基磷灰石顆粒與膠原蛋白結合力很弱，容易脫落，導致生物相容性差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種納米鈣磷鹽/膠原復合支架及其制備方法與應用。該方法制備的產品由具有良好生物相容性的I型膠原和鈣磷鹽構成，而且具有良好的孔隙結構，對細胞的擴散、粘附和生長都非常有利。另外，該產品在濕態下有較高的柔韌度，但卸掉外力后可迅速復原。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：納米鈣磷鹽/膠原復合支架的制備方法，包括下述步驟：

步驟一：膠原纖維的礦化

（1）將膠原纖維分散在飽和的氫氧化鈣溶液中，攪拌使其充分溶脹得到膠原纖維分散液；?

（2）配制0.001～0.1M的磷酸鹽溶液；

（3）將配制好的磷酸鹽溶液滴加到膠原纖維分散液中，在pH為9～13、溫度為0℃～40℃的條件下進行礦化，完成礦化后得到礦化膠原纖維；

步驟二：多孔鈣磷鹽/膠原支架制備

（1）將膠原蛋白加入到礦化膠原纖維中，在0℃～10℃的環境下攪拌，直至得到均一的粘稠物，其中膠原蛋白與礦化膠原纖維的質量比為1:9～9:1；

（2）將調勻的粘稠物注入模具，放入-20℃～-80℃的環境下預凍0.5小時以上，然后將預凍后的產品用真空冷凍干燥機凍干，得到海綿狀多孔材料；

步驟三：交聯

（1）將得到的海綿狀多孔材料置于0.005%～0.03%的戊二醛溶液中交聯15～120分鐘；

（2）取出交聯后的材料用蒸餾水清洗；

（3）清洗后的材料放入-20℃～-80℃的環境下冷凍0.5小時以上，然后將交聯后的產品用真空冷凍干燥機凍干，得到納米鈣磷鹽-膠原復合支架。

具體地，所述磷酸鹽包括磷酸鈉鹽、磷酸銨鹽、磷酸鉀鹽。

所述步驟一的第（3）步驟中，加入磷酸鹽后按摩爾比計Ca:PO₄^3-為1.2～2，整個滴加過程的時間為4～12小時，礦化后鈣磷鹽與膠原纖維的質量比為1:9～1:1。

在完成礦化后應置于礦化條件下陳化12小時以上，最后以蒸餾水洗凈，0℃～10℃保存即可。

所述納米鈣磷鹽/膠原復合支架的孔隙率達到98%以上且孔隙尺寸分布于5～200μm，孔隙之間互通。

一種由上述方法制備的納米鈣磷鹽/膠原復合支架。

上述方法制備的納米鈣磷鹽/膠原復合支架在作為骨科和牙科修復材料的應用

本發明的有益效果是：

1、本發明方法所制備的納米鈣磷鹽/膠原復合支架的孔隙率達到95%以上（通過液體浸潤法測得）且尺寸分布于5～200μm，微孔之間互通。

2、本發明所得到的納米鈣磷鹽/膠原復合支架中的納米鈣磷鹽分布在膠原纖維的內部，且鈣磷鹽中的鈣離子能與膠原中的羧酸根絡合形成結合緊密的復合物，不易脫落。

3、本發明所得到的納米鈣磷鹽/膠原復合支架在浸水后能夠保持原有形態，且擠壓后能回復到原有形態。