[發(fā)明專利]一種構(gòu)建膠原基生物大分子/羥基磷灰石微球復(fù)合支架材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110396106.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN102416200A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏清榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/46
• 分類號(hào): A61L27/46;A61L27/24;A61L27/12;A61L27/50
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種構(gòu)建膠原基生物大分子/羥基磷灰石微球復(fù)合支架材料的制備方法，屬于生物材料、組織工程和生物礦化領(lǐng)域。

背景技術(shù)

細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular?matrix，ECM)是由細(xì)胞分泌到細(xì)胞外間質(zhì)中的生物大分子構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)架，它支持并連接細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理活動(dòng)。組織工程支架是利用特定生物材料構(gòu)建起來的具有細(xì)胞外基質(zhì)功能特性的人工仿生支架，是為構(gòu)建組織的細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支撐作用，為細(xì)胞生長提供適宜的生理微環(huán)境，引導(dǎo)組織再生修復(fù)并控制組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

理想的組織工程支架材料要求在成分和結(jié)構(gòu)上都接近自然組織的細(xì)胞外基質(zhì)。利用類似于細(xì)胞外基質(zhì)成分中的蛋白或糖胺聚糖等天然大分子來構(gòu)建三維組織工程支架^[38]，相比于合成高分子材料，可以更好地支持細(xì)胞的生長，引導(dǎo)缺損組織的修復(fù)和重建。而在結(jié)構(gòu)上，機(jī)體組織具有納米-微米-宏觀的多尺度空間分布特點(diǎn)。這種多尺度結(jié)構(gòu)與其成分一道賦予了組織重要的生物學(xué)性能和力學(xué)性能。

機(jī)體骨組織是由有機(jī)成分和無機(jī)成分經(jīng)過精巧組裝構(gòu)成的復(fù)合物，并具有典型的多尺度分布結(jié)構(gòu)。其有機(jī)成分主要包括大量的膠原蛋白和少量的非膠原蛋白及多糖等細(xì)胞外基質(zhì)成分；無機(jī)相主要是以低結(jié)晶度的納米羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)為主的鈣磷礦物。膠原是細(xì)胞外基質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，具有良好的生物相容性和完全的生物降解性，同時(shí)也具備較高的抗張強(qiáng)度和彈性模量；羥基磷灰石不僅有良好的生物相容性，還具有骨傳導(dǎo)性和骨誘導(dǎo)性。因而仿照骨組織構(gòu)建膠原與羥基磷灰石為代表的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合支架材料是近年組織工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

目前，制備以膠原為主的天然高分子與無機(jī)礦物復(fù)合而成的復(fù)合支架材料有直接共混法、共沉淀法、原位合成法和模擬體液礦化法等[李志宏，武繼民，許媛媛.納米羥基磷灰石-膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合生物材料.功能材材，2007增刊，38：1748-1750；廖素三，崔福齋，張偉.組織工程中膠原基納米骨復(fù)合材料的研制.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，25(1)：36-39；Xinyu?Shen，Li?Chen，Xuan?Cai，Tong?Tong，Hua?Tong，Jiming?Hu，A?Novel?Method?for?the?Fabrication?of?Homogeneous?Hydroxyapatite/Collagen?Nanocomposite?and?Nanocomposite?Scaffold?with?Hierarchical?Porosity.J?Mater?Sci：Mater?Med.2011，22(2)：299-305；章文苑，律婭婧.納米羥基磷灰石/I型膠原/殼聚糖復(fù)合支架材料的制備與優(yōu)化，生物骨科材料與臨床研究，2011，8(3)：1-4；Zhang?LJ，F(xiàn)eng?XS，Liu?HG，et?al.Hydroxyapatite/collagen?composite?materials?formation?in?simulated?body?fluid?environment.Materials?Letters，2004，58(6)：719-722；Al-Munajjed?A?A，Plunkett?N?A，Gleeson?J.，Weber?T.，Jungreuthmayer?C，Levingstone?T，Hammer?JO’Brien?F?J.J.Biomed.Mater.Res.B：Appl.Biomater.，2009，90(2)：584-591]。這些方法所制得的復(fù)合材料在成分上仿生了自然骨組織基質(zhì)。而直接共混法中，納米羥基磷灰石粉體在與生物大分子溶液混合的過程中易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致所得復(fù)合材料的性能可控性差；共沉淀法、原位合成法及模擬體液礦化等方法雖然在不同程度上模擬鈣磷礦物對(duì)大分子基質(zhì)的生物礦化過程，但所制備的復(fù)合材料在其微結(jié)構(gòu)上只存在單一的納米級(jí)尺度分布(無機(jī)納米粒子和有機(jī)納米纖維)，不具備自然機(jī)體組織的納米-微米-宏觀的多尺度結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。