[發(fā)明專利]一種納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復(fù)合支架

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210430662.3
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102921045A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳景帝;余其鳳;張惠;張玉玨;張其清
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人工骨修復(fù)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高生物響應(yīng)納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復(fù)合支架及其制備方法。

背景技術(shù)

人體骨組織是由弱結(jié)晶度的納米羥基磷灰石和膠原組裝復(fù)合而成的具有高度精密結(jié)構(gòu)的自然礦化生物材料。從廣義上說，可被看成是基體中含有納米晶體的雙相復(fù)合材料或者有機/無機納米復(fù)合材料，這為骨修復(fù)材料的研究開發(fā)提供了靈感和啟發(fā)，納米羥基磷灰石骨修復(fù)復(fù)合材料應(yīng)運而生。所謂納米復(fù)合材料是指分散相尺寸至少小于100nm的復(fù)合材料，由于分散相與基體之間的界面面積大，能把分散相與基體的性能更充分結(jié)合起來，因而具有良好的綜合性能。通常制備納米羥基磷灰石骨修復(fù)復(fù)合材料的方法主要是將基體材料與人工合成的納米羥基磷灰石通過簡單的物理機械或化學(xué)方式混合均勻后,?再注入模具,?冷凍干燥成型。在簡單復(fù)合制備的復(fù)合材料中羥基磷灰石分散不均勻,易發(fā)生團聚現(xiàn)象，界面結(jié)合力弱,?使得材料的力學(xué)性能下降,?微觀結(jié)構(gòu)無序。原位復(fù)合制備技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一個新興研究領(lǐng)域，采用原位復(fù)合就地反應(yīng)制備無機/有機系分子復(fù)合材料是一種比較有前景的制備有機/無機復(fù)合材料的方法，它可以很好的降低有機/無機界面的界面能，實現(xiàn)無機粒子在有機基質(zhì)上的均勻分散。本研究采用原位復(fù)合法制備以殼聚糖/硫酸軟骨素為有機基體,均勻分散的納米HAP為無機相的復(fù)合材料,?實現(xiàn)了分子級復(fù)合,?保證了材料的力學(xué)性能。

殼聚糖是天然的生物材料，帶正電荷，其結(jié)構(gòu)與細(xì)胞外基質(zhì)中的主要成分—糖胺聚糖十分類似，其降解產(chǎn)物對人體無毒副作用，具有良好的生物降解性和生物相容性。硫酸軟骨素是一種帶有負(fù)電荷的直鏈糖胺聚糖，是細(xì)胞外基質(zhì)中的主要成分，它可促進細(xì)胞貼附，提高骨組織的強度和韌性，所以具有極好的生物活性。殼聚糖、硫酸軟骨素的氨基、羧基、羰基集團對于納米羥基磷灰石的結(jié)晶起著電位互補、綁定和螯合作用，引導(dǎo)納米羥基磷灰石在有機基體上進行原位結(jié)晶，造成了原位結(jié)晶的納米羥基磷灰石與殼聚糖、硫酸軟骨素具有一定的相互作用，起到了降低羥基磷灰石前驅(qū)體和殼聚糖、硫酸軟骨素材料間的界面結(jié)合能，使得羥基磷灰石在有機基體上形成與基體有相互作用的均勻分散納米顆粒，從而實現(xiàn)了納米羥基磷灰石在有機基體上的原位結(jié)晶。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的在于提供一種高生物響應(yīng)納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復(fù)合支架及其制備方法，根據(jù)原位復(fù)合制備和仿生礦化原理研制一種結(jié)晶度可控、高度均勻分散，且與有機基體之間形成有效穩(wěn)定鍵合的納米羥基磷灰石復(fù)合支架，從而在結(jié)構(gòu)和功能上實現(xiàn)對天然骨的仿生構(gòu)建。該方法的制備工藝條件溫和，操作簡便，成本比較低，制備所得到的支架材料可以根據(jù)使用部位和形狀的具體要求，進行加工塑形。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高生物響應(yīng)納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復(fù)合支架的制備方法，以殼聚糖/硫酸軟骨素為有機基體，鈣-磷鹽溶液為無機相前驅(qū)體；將殼聚糖/硫酸軟骨素乙酸溶液與可溶性鈣鹽和磷酸鹽溶液充分混合均勻，再經(jīng)交聯(lián)劑交聯(lián)，注模成型，堿液中原位仿生礦化結(jié)晶，冷凍干燥，得到高生物響應(yīng)納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復(fù)合支架。

所述的制備方法的具體步驟如下：

步驟一：支架前驅(qū)體混合液的制備（1）配制1～2mol/L鈣鹽溶液和0.6～1.2mol/L磷酸鹽溶液；（2）將殼聚糖粉末和硫酸軟骨素粉末溶解于體積分?jǐn)?shù)為1～2%的乙酸溶液中，攪拌使各組分混合均勻；（3）將上述（1）、（2）的物料以不同的配比混合得到不同濃度的混合物，體系中鈣-磷摩爾比為1.67:1，持續(xù)攪拌使其充分混合均勻，接著加入交聯(lián)劑進行交聯(lián)，得到支架前驅(qū)體混合液；

步驟二：納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復(fù)合支架的成型?（1）將步驟一所制備的混合液注入模具，移至4℃冰箱靜置4～6?h，隨后放入超低溫冰箱至少冷凍12h，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷凍干燥至完全脫水；（2）將步驟二（1）所得的干燥樣品置于堿液中浸泡，然后再用去離子水反復(fù)浸洗至中性，超低溫冰箱冷凍后進行冷凍干燥獲得高生物響應(yīng)納米羥基磷灰石/殼聚糖/硫酸軟骨素復(fù)合支架。

步驟一（1）所述鈣鹽為硝酸鈣或氯化鈣；磷酸鹽為磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀中的一種。

在步驟一（3）最終混合液中殼聚糖的濃度為10～20mg/mL，硫酸軟骨素的濃度為2～10mg/mL,?加入的Ca/P前驅(qū)體溶液理論形成HAP量為8～20mg/mL，有機基體組分與理論形成HAP的質(zhì)量比為1：0.4～1。