專利名稱：納米復(fù)相磷酸鈣/絲素蛋白復(fù)合支架制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及--種組織工程多孔復(fù)合細(xì)胞支架的制備方法,特別是一種缺鈣納米羥基磷灰石 (HA)裂解制備宏觀多孔組織均勻分布的納米復(fù)相磷酸鈣(BCP)陶瓷基體，然后浸潰絲素(SF) 溶液冷凍干燥制備高比表面積的納米BCP/SF復(fù)合支架的方法.
背景技術(shù)：
多孔HA能誘導(dǎo)周圍骨組織生長(zhǎng)與骨形成牢固的化學(xué)鍵合，它具有極好骨傳導(dǎo)性，能比較好的 整合入宿主骨，對(duì)骨形態(tài)發(fā)生蛋白具有較強(qiáng)的親和性，加上無(wú)毒副作用，無(wú)致癌作用，所以 被廣泛用作硬組織修復(fù)材料的生理支架，但極低降解速率無(wú)法使之用作可降解材料使用,這將
影響骨的形成及改建。改進(jìn)方法有兩種一是加入e-磷酸三鈣(e-Tcp),因?yàn)閑-TCP具有
比HA快得多的降解速率;二是制備納米材料。目甜制備BCP陶瓷常采用物理混合法，此種方 法制備的材料成份存在不均勻性，這將造成降解速率的不均勻和生物性能的不均勻性影響材 料的應(yīng)用.
無(wú)機(jī)材料不能兼具細(xì)胞粘附等生物性能和良好的力學(xué)性能，固有的脆性限制了其應(yīng)用。 與一些生物相容性好的高分子復(fù)合可以解決細(xì)胞粘附性的問(wèn)題。絲素是一種天然存在的蛋白 質(zhì)，含有人體所必須的18種氨基酸，本身對(duì)周圍組織有營(yíng)養(yǎng)作用，分子表面含有大量的親水 基團(tuán)導(dǎo)致絲素表面存在細(xì)胞識(shí)別信號(hào)，可以引導(dǎo)細(xì)胞粘附且均勻分布。
現(xiàn)有的制備支架的方法中不是引進(jìn)了有毒的有機(jī)溶劑損害了材料的生物活性，就是材料內(nèi) 部結(jié)構(gòu)氣孔尺寸小、氣孔率低，氣孔連通性不好,不利于骨細(xì)胞的粘附、分化、增殖、生長(zhǎng)； 制備出的材料強(qiáng)度偏低不能滿足承載骨缺損修復(fù)的需要.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種缺鈣納米羥基磷灰石裂解制備納米復(fù)相磷酸鈣基體然后浸漬絲素 溶液冷凍干燥制備納米復(fù)相磷酸鈣/絲素復(fù)合材料的方法.它適用于承載骨缺損修復(fù)材料的制 備.本發(fā)明的操作步驟為:a.以氯化鈣和磷酸氫二銨為生成羥基磷灰石的原料，粒徑90 300um的絲素粉作為模板加入氯化鈣溶液中調(diào)控HA的形貌，按質(zhì)量比計(jì)，HA和SF的質(zhì)量比 (7~3): (3~7)，于不同溫度下反應(yīng)，氨水和鹽酸調(diào)反應(yīng)液的pH值7 J0，反應(yīng)2 3小B、j"， 陳化20小時(shí)后離心干燥得HA/SF復(fù)合粉水;b.將HA/SF復(fù)合粉術(shù)壓制成型，在常壓的空氣爐 中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900 11001C，保溫時(shí)間2 3小時(shí),得到多孔的納米復(fù)相磷酸轉(zhuǎn)陶瓷基 體:c.將多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體浸漬絲素溶液,在真空條件下室溫浸潰24 36小時(shí)， 分別在不同溫度下預(yù)凍,然后冷凍干燥后得納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復(fù) 合材料.本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明的方法低溫?zé)Y(jié)保持了陶瓷的生物活性，制備的材料生物 性能均勻，陶瓷粒徑為納米尺寸級(jí).具有更大的降解速率可調(diào)范圍，足夠的力學(xué)強(qiáng)度可用于承 載骨缺損修復(fù)再生，克服了現(xiàn)有工藝的缺點(diǎn)。 具體的實(shí)施方式
具體的實(shí)施方式一:本實(shí)施方式的操作步驟為:a.以氣化鈣和磷酸氫二銨為生成缺鈣羥基磷灰 石的原料，反應(yīng)液的濃度為0.2M，粒徑90 300um的絲素粉作為模板加入氣化轉(zhuǎn)溶液中調(diào) 控HA的形貌，按質(zhì)量比計(jì)，HA和SF的質(zhì)量比(7 3): (3~7),于不同溫度下反應(yīng)，氨水和 鹽酸調(diào)反應(yīng)液的pH值為7 10，反應(yīng)2 3小時(shí)，陳化20小時(shí)后離心干燥得11A/SF復(fù)合粉未 b.將HA/SF 復(fù)合粉末壓制成型，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900 1100'C,保溫時(shí)間 2 3小時(shí),得到多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體:c.將多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體浸漬絲 素溶液,在真空條件下室溫浸漬24 36小時(shí)，分別在不同溫度下預(yù)凍,然后冷凍干燥后得復(fù) 相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)銀嵌絲素海綿體的復(fù)合材料.
具體的實(shí)施方式二 本實(shí)施方式的操作步驟為a.以氯化鈣和磷酸氫二銨為生成羥基磷 灰石的原料，加蒸餾水配制反應(yīng)液的濃度為0.2M,粒徑90 300uin的絲素粉作為模板加入氯化鈣溶液中調(diào)控HA的形貌，按質(zhì)量比計(jì)，HA和SF的質(zhì)量比7: 3，于室溫下反應(yīng)，氨水和 鹽酸調(diào)反應(yīng)液的pH值10,反應(yīng)2小時(shí)，陳化20小時(shí)后離心干燥得HA/SF復(fù)合粉末b.將HA/SF 復(fù)合粉末將2g在8MPa壓力下壓制成0l5ramX5mra坯體，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度 為900"C,保溫時(shí)間3小時(shí)，得到多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體；氣孔率為75. 6%，孔徑介 于100 250 u m之間。c.將多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體浸漬1%絲素溶液,在真空條件 下室溫浸漬24小時(shí)，在-80'C預(yù)凍，然后冷凍干燥后得納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素 海綿體的復(fù)合材料.經(jīng)試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度5.82MPa,海綿體的孔徑50 100!xm。
具體的實(shí)施方式三本實(shí)施方式的操作歩驟為a.以氯化鈣和磷酸氫二銨為生成羥基磷灰 石的原料，加蒸餾水配制反應(yīng)液的濃度為0. 2M,粒徑90 300iira的絲素粉作為模板加入氯 化鈣溶液中調(diào)控HA的形貌，按質(zhì)量比計(jì)，HA和SF的質(zhì)量比5: 5， f 40'C反應(yīng)，氨水和鹽 酸調(diào)反應(yīng)液的pH值7，反應(yīng)3小時(shí)，陳化20小時(shí)后離心千燥得HA/SF復(fù)合粉末b.將HA/SF 復(fù)合粉末2g在8MPa壓力下壓制成0l5mmX5mm坯體，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 1000C,保溫時(shí)間3小時(shí),得到多孔的復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體氣孔率為80. 5%，孔徑介于100~ 250 !i m之間.c.將多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體浸漬3%絲素溶液,在真空條件下室溫浸漬 30小時(shí)，在-20'C預(yù)凍,然后冷凍干燥后得納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復(fù)合 材料.經(jīng)試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度5.40MPa，海綿體的孔徑50 150um。
具體的實(shí)施方式四本實(shí)施方式的操作步驟為a.以氯化鈣和磷酸氫二釹為生成羥基磷灰 石的原料，加蒸餾水配制反應(yīng)液的濃度為0. 2M,粒徑90 300um的絲素粉作為模板加入諷 化鈣溶液中調(diào)控HA的形貌，按質(zhì)量比計(jì)，HA和SF的質(zhì)量比4: 6，于40'C反應(yīng)，氨水和鹽 酸調(diào)反應(yīng)液的pH值9，反應(yīng)3小時(shí)，陳化20小時(shí)后離心千燥得HA/SF復(fù)合粉術(shù)b.將HA/SF 復(fù)合粉末2g在8MPa壓力下壓制成0l5隱X5m坯體，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 1100C,保溫時(shí)間2小時(shí),得到多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體；氣孔率為84.5%，孔徑介于 100 300um之間.c.將多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體浸漬5%絲素溶液,在真空條件下室
溫浸漬30小時(shí)，在-8ox:預(yù)凍，然后冷凍干燥后得納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿
體的復(fù)合材料.經(jīng)試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度5.20MPa，海綿體的孔徑50 100um。
具體的實(shí)施方式五本實(shí)施方式的操作歩驟為a.以氯化鈣和磷酸氫二銨為生成羥基磷灰 石的原料，加蒸餾水配制反應(yīng)液的濃度為0.2M，粒徑90 300um的絲素粉作為模板加入氯 化鈣溶液中調(diào)控HA的形貌，按質(zhì)量比計(jì)，HA和SF的質(zhì)量比3: 7， J'-室溫F反應(yīng)，氨水和鹽 酸調(diào)反應(yīng)液的pH值lO,反應(yīng)3小時(shí)，陳化20小時(shí)后離心干燥得HA/SF復(fù)合粉末b.將HA/SF 復(fù)合粉水2g在8MPa壓力下壓制成0l5mmX5rara坯體，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為 110(TC,保溫時(shí)間3小時(shí),得到多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體氣孔率為87.5%，孔徑介于 100 350 ii m之間.c.將多孔的復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體浸漬絲素溶液,在真空條件下室溫浸漬36 小時(shí)，在-80"預(yù)凍,然后冷凍干燥后得納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復(fù)合材 料.經(jīng)試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度5.08MPa，海綿體的孔徑100 200ixm。
權(quán)利要求
1、一種缺鈣納米羥基磷灰石裂解制備宏觀多孔組織均勻分布的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體，然后浸漬絲素溶液冷凍干燥制備高比表面積的納米復(fù)相磷酸鈣/絲素復(fù)合支架的方法，其特征在于它的操作步驟為a.以氯化鈣和磷酸氫二銨為生成羥基磷灰石的原料，反應(yīng)液的濃度為0.2M，粒徑90～300μm的絲素粉作為模板加入氯化鈣溶液中調(diào)控HA的形貌，按質(zhì)量比計(jì)，HA和SF的質(zhì)量比(7～3)∶(3～7)，于不同溫度下反應(yīng)，氨水和鹽酸調(diào)反應(yīng)液的pH值7～10，反應(yīng)2～3小時(shí)，陳化20小時(shí)后離心干燥得HA/SF復(fù)合粉末b.將HA/SF復(fù)合粉末2g在8MPa壓力下壓制成 id="icf0001" file="A2007100720930002C1.tif" wi="3" he="3" top= "65" left = "28" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>15mm×5mm坯體，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900～1100℃，保溫時(shí)間2～3小時(shí)，得到多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體；c.將多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體浸漬1％～5％絲素溶液，在真空條件下室溫浸漬24～36小時(shí)，分別在不同溫度下預(yù)凍，然后冷凍干燥后得復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復(fù)合材料.
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺鈣納米羥基磷灰石裂解制備宏觀多孔納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體， 然后經(jīng)浸漬冷凍干燥制備納米復(fù)相磷酸鈣/絲素復(fù)合支架的方法，其特征在于a歩驟中釆用的 是絲素作為模板調(diào)控納米缺鈣HA的形貌，b歩驟中絲素作為致孔劑，絲素的粒徑為90~ 300nm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的缺鈣納米羥基磷灰石裂解制備宏觀多孔納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基 體然后經(jīng)浸漬冷凍干燥制備納米復(fù)相磷酸鈣/絲素復(fù)合支架的方法，其特征在于操作過(guò)程中具 體參數(shù)優(yōu)化為a.以氯化鈣和磷酸氫二銨為生成缺鈣納米羥基磷灰石的原料，反應(yīng)液的濃度 為0.2M,粒徑90 300um的絲素粉作為模板加入氯化鈣溶液中調(diào)控HA的形貌，HA和SF的 質(zhì)量比7: 3或5: 5或4: 6或3: 7，于室溫下反應(yīng)，氨水和鹽酸調(diào)反應(yīng)液的pH值9 10, 反應(yīng)2小時(shí)，陳化20小時(shí)后離心干燥得HA/SF復(fù)合粉末。b.將HA/SF復(fù)合粉末2g在8MPa壓 力下壓制成015 mmX5 mm坯體，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為IOOO'C,保溫時(shí)間3小 時(shí)，得到多孔的納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體:c.將多孔的納米復(fù)相磷酸^陶瓷基體浸漬3%絲素 溶液，在真空條件下室溫浸漬36小時(shí)，在一80"溫度下預(yù)凍，然后冷凍干燥即得納米復(fù)相 磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鋃嵌絲素海綿體的復(fù)合材料.
全文摘要
納米復(fù)相磷酸鈣/絲素蛋白復(fù)合支架制備方法，它涉及一種組織工程細(xì)胞支架的制備方法?，F(xiàn)有制備技術(shù)存在使用有機(jī)溶劑不利于活性物質(zhì)引入、氣孔封閉不利于骨組織長(zhǎng)入、力學(xué)強(qiáng)度低不適于承載骨修復(fù)再生及組分分布不均勻的缺點(diǎn)。本發(fā)明方法包括a.絲素有機(jī)模板作用下缺鈣納米羥基磷灰石粉體的合成；b.壓制成型后采用致孔劑燒結(jié)技術(shù)裂解缺鈣納米羥基磷灰石進(jìn)一步制備多孔納米復(fù)相磷酸鈣陶瓷基體，燒結(jié)溫度為900～1100℃，時(shí)間為2～3小時(shí)，致孔劑為粒徑90～300μm絲素粉；c.基體浸漬1～5％絲素溶液冷凍干燥獲得納米復(fù)相磷酸鈣/絲素蛋白復(fù)合支架材料。本發(fā)明的方法低溫?zé)Y(jié)保持了陶瓷的生物活性，克服了現(xiàn)有工藝的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61L27/42GK101293114SQ20071007209
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者孟祥才, 李慕勤, 靜 王 申請(qǐng)人:佳木斯大學(xué)