[發明專利]摻鋅磷酸鈣微球膠原復合仿生支架的制備方法

在審

• 申請號: 201611238957.5
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106729986A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 余偉林;何耀華;孫團委;朱英杰
• 申請（專利權）人: 上海市第六人民醫院;中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: A61L27/24
• 分類號: A61L27/24;A61L27/12;A61L27/02;A61L27/50;A61L27/56
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本發明屬于醫學領域，具體涉及摻鋅磷酸鈣微球膠原復合仿生支架的制備方法。

背景技術

骨缺損修復一直是生物醫學研究的熱點方向之一。自體骨移植一直是臨床骨缺損治療的金標準，但是該方法面臨著自體骨來源有限，手術時間延長及術后并發癥發生率增加等問題。對于臨床最常用的同種異體骨移植也面臨著費用高昂，疾病傳播及免疫排斥反應等缺點。因此，開發具有優良骨缺損修復能力的生物材料具有較廣闊的臨床應用前景。

組織工程的發展為骨缺損修復的治療提供了更多的選擇方案。骨組織工程支架在骨缺損修復方面的價值無論在基礎研究還是在臨床應用方面皆得到了充分驗證。現常用的支架包括生物陶瓷，生物玻璃，多孔金屬，有機聚合物等。磷酸鈣/膠原復合仿生支架因其具有與人體骨組織相似的成分及結構具有良好的生物相容性及骨修復性能，而且在基礎研究和臨床應用中受到越來越多的青睞。

磷酸鈣/膠原復合仿生支架中膠原作為框架起到力學支撐和保持結構穩定性的作用，而磷酸鈣不僅可以增強支架的力學性能而且提高支架的骨傳導性及骨誘導性。制備磷酸鈣/膠原復合仿生支架最常見的方法之一是將膠原漿液與磷酸鈣顆粒通過一定的比例混合，冷凍干燥，最后通過化學交聯成形。O’Brien等人(ACS Appl.Interfaces 8(2016)23477-88)使用羥基磷灰石納米顆粒與膠原復合合成了一種雙相復合支架，并研究了該支架的力學性能及成骨能力。

目前文獻中報道合成納米級磷酸鈣顆粒所使用的磷源主要為無機含磷分子如磷酸氫二鈉，合成的磷酸鈣結構一般為納米級的棒狀顆粒，結構及成分比較單一。然而人骨中的磷酸鈣一般摻雜部分其它元素，如鋅，鎂,鍶等。這些元素在骨骼發育及維持骨穩態的過程中發揮重要作用。利用含磷有機分子如磷酸肌酸、三磷酸腺苷或二磷酸果糖作為磷源，通過加熱使含磷有機分子緩慢水解釋放出磷酸根離子，并與溶液中的鈣離子和其它活性元素反應可以形成摻雜特定活性元素的磷酸鈣微球。利用該摻雜特定活性元素的磷酸鈣微球與膠原復合獲得仿生復合支架還鮮有人報道。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了摻鋅磷酸鈣微球膠原復合仿生支架的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：通過離子摻雜制備摻鋅磷酸鈣微球；

步驟2：將所述的摻鋅磷酸鈣微球與膠原溶液混合，得到膠體；

步驟3：將所述的膠體通過冷凍干燥得到多孔支架；

步驟4：將所述的多孔支架進行化學交聯，得到所述的摻鋅磷酸鈣微球膠原復合仿生支架。

較佳地，所述的步驟1的離子摻雜還包括以下步驟：

步驟1.1：將水溶性鈣鹽和水溶性鋅鹽溶于去離子水中，并調節溶液的pH值為4～11，形成第一溶液；

步驟1.2：將含磷生物分子溶于去離子水中，形成第二溶液；

步驟1.3：將所述的第二溶液逐滴加入所述的第一溶液中，并控制溶液體系的pH值為4～11，室溫下攪拌均勻，得到混合溶液；

步驟1.4：將所述的混合溶液加熱到100～200℃，然后進行離心分離、洗滌和干燥，即得所述的摻鋅磷酸鈣微球。

較佳地，所述的摻鋅磷酸鈣微球與所述的膠原溶液的質量比為1:10～10:1。更佳地，其質量比為1:1～9:1。

較佳地，所述的膠原溶液中的膠原為皮膚來源膠原或跟腱來源膠原。更佳的，為牛跟腱來源的I型膠原。

較佳地，所述的化學交聯采用的交聯劑為1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)或N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的酒精溶液中的一種或多種。

較佳地，所述的水溶性鈣鹽為氧化鈣、氧化鈣水合物、硝酸鈣、硝酸鈣水合物、乙酸鈣及乙酸鈣水合物中的一種或多種。

較佳地，所述的水溶性鋅鹽為氧化鋅、氧化鋅水合物、硫酸鋅、硫酸鋅水合物、乙酸鋅及乙酸鋅水合物中的一種或多種。

較佳地，所述的含磷生物分子為磷酸肌酸或磷酸肌酸鹽。

較佳地，所述的步驟1.4中，所述的加熱采用微波加熱或水熱反應。

較佳地，所述的水溶性鈣鹽和所述的水溶性鋅鹽摩爾量總和與所述的含磷生物分子的摩爾比為1:10～10:1。更佳地，其摩爾比為1:2～5:1

較佳地，所述水溶性鋅鹽和水溶性鈣鹽的摩爾比為1:1000～1:5，更佳地，其摩爾比為1:100～1:10。

較佳地，所述含磷生物分子的摩爾濃度為0.001～1摩爾/升，優選為0.01～0.1摩爾/升。