[發明專利]一種羥基磷灰石涂層的膠原蛋白-氧化石墨烯仿生材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711094656.4
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN109453430B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 周楚超;汪振星;孫家明;吳順;陳靂風;李嘉倫;周牧冉;劉邵愷;曾宇陽;牟珊;黎媛;羅超;侯金飛;方慧敏;陳倩文
• 申請（專利權）人: 華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院
• 主分類號: A61L27/44
• 分類號: A61L27/44;A61L27/32;A61L27/56
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 雷速

一種羥基磷灰石涂層的膠原蛋白?氧化石墨烯仿生材料，包括Ⅰ型膠原蛋白、氧化石墨烯及羥基磷灰石涂層，其中，Ⅰ型膠原蛋白的重量百分含量為22.5％?30％，氧化石墨烯的重量百分含量為3％?4％，HA的重量百分含量為66％?74.5％；其制備步驟包括：(1)膠原蛋白?氧化石墨烯材料的制備；(2)模擬體液制備；(3)模擬體液仿生礦化法進行膠原蛋白?氧化石墨烯材料表面HA涂層；該材料HA涂層的厚度可控，機械性能強，生物相容性和骨傳導性好，具有較好的骨修復效果。

技術領域

本發明屬于醫藥領域，涉及骨缺損修復材料及其制備方法，具體涉及一種羥基磷灰石（HA）涂層的膠原蛋白（Col）-氧化石墨烯（GO）仿生材料及其制備方法。

背景技術

因外傷、感染、腫瘤等導致的大段骨缺損，是臨床上的常見難題。自體骨移植是目前治療的標準，但是可能存在供區并發癥、感覺異常、生活質量降低等不足。同種異體骨移植是另一種常用的治療方法，但是可能存在感染、免疫排斥等缺點。因此，通過生物材料植入的方式，既能避免自體骨移植導致的二次手術，又能避免異體骨移植導致的感染風險，是一種極具前景的方法。

骨組織的修復材料，應該具備良好的骨傳導性，即生物材料的表面能夠促進新生骨的長入。

Ⅰ型膠原蛋白是生物材料中使用比較廣泛的一種天然高分子材料，它是骨組織的主要組成成份，具有良好的生物相容性，常常被用來作為骨組織的修復材料。但是Ⅰ型膠原蛋白存在一些缺點，如機械強度不夠、容易變形等。

氧化石墨烯是一種碳基納米材料，具有良好的機械性能、豐富的功能基團、無生物毒性等特點，它能與天然高分子材料通過酰胺鍵互相交聯，同時氧化石墨烯表面豐富的功能基團，例如羧基、羥基等，為氧化石墨烯的充分交聯提供了保障。理論上，氧化石墨烯的添加，可以改善Ⅰ型膠原蛋白機械性能，制備一種性能更加優越的生物材料。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中缺少一種機械性能強，生物相容性和骨傳導性好的骨修復材料的問題。

以Ⅰ型膠原蛋白-氧化石墨烯復合材料作為主體支架，在表面用SBF仿生礦化的方法進行HA涂層，可以構建一種新的仿生材料。這種仿生材料在成份上對骨組織進行仿生，而且具有良好的骨傳導性，是一種良好的非承重骨修復材料。

本發明采用的技術方案是：一種羥基磷灰石涂層的膠原蛋白-氧化石墨烯仿生材料，包括Ⅰ型膠原蛋白、氧化石墨烯（GO）及羥基磷灰石涂層（HA涂層），Ⅰ型膠原蛋白的重量百分含量為22.5%-30%，氧化石墨烯的重量百分含量為3%-4%，HA的重量百分含量為66%-74.5%。

所述的羥基磷灰石涂層的膠原蛋白-氧化石墨烯仿生材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

工序一：膠原蛋白-氧化石墨烯材料的制備

(1)將30-40mg I型膠原蛋白加入1 ml 0.1M 醋酸（0.285ml冰醋酸去離子水定容到50ml）溶液中，得到3%-4% (W/V)的膠原蛋白溶液；

（2）將3-4mg氧化石墨烯粉末在超聲輔助下溶解于1 ml 0.1M 醋酸溶液中,得到0.3%-0.4% (W/V)氧化石墨烯溶液；

（3）將本工序步驟（1）和步驟（2）中得到3%-4% (W/V)的膠原蛋白溶液和0.3%-0.4%(W/V)氧化石墨烯溶液等體積進行混合后，獲得1.5%-2% (W/V)膠原蛋白和0.15%-0.2% (W/V)氧化石墨烯混合溶液，冰浴攪拌15min，并在超聲輔助下得到均質溶液，注入內徑5mm、外徑7mm、高度2mm的圓形模具中，4℃冰箱放置至無氣泡；

（4）將本工序步驟（3）中得到的材料在-20℃冰箱冷凍24h后，再放置在真空冷凍干燥機中（設置參數：-50℃，21Kpa）凍干24h，形成多孔材料；