專利名稱：有機(jī)－無機(jī)復(fù)合生物材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含膠原纖維和磷酸鈣的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料及其制備方法，特別涉及一種用于骨組織修復(fù)、替換和引導(dǎo)再生的復(fù)合生物材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
對因外傷或病變導(dǎo)致骨組織損傷的修復(fù)和替換，所采用生物材料的性能是決定最終治療效果的關(guān)鍵。自體骨移植是治療骨組織損傷的首選，所獲得的修復(fù)效果是判定植入材料的黃金準(zhǔn)則，但其應(yīng)用受制于來源的限制，而使用移體骨不可避免存在著免疫性等潛在的問題。目前，采用單一的常規(guī)金屬、陶瓷、高分子材料，還難以獲得滿意的對骨組織損傷的治療效果。
骨是礦物質(zhì)和彈性水凝膠基質(zhì)構(gòu)成的一種天然有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料，其中，礦物質(zhì)是碳酸鹽取代的納米級羥基磷灰石，有機(jī)彈性基質(zhì)主要為I型膠原纖維。因而，有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料的研究是獲得對骨組織缺損長期有效治療效果的發(fā)展方向。其中，基于I型膠原礦化的生物仿生研究，尤為受到最為廣泛的關(guān)注。
在酸性膠原溶液中，添加含鈣和磷水相物質(zhì)，原位獲得納米級羥基磷灰石-膠原復(fù)合材料粉料，借助膠原蛋白分子的自組裝能力，復(fù)合粉料中的礦物質(zhì)相具有類似骨組織中羥基磷灰石晶體C軸沿膠原纖維長軸的取向生長；通過合成參數(shù)的優(yōu)化配制，礦化膠原纖維的長度可達(dá)毫米數(shù)量級。這種類似骨組織的復(fù)合材料，展現(xiàn)出獨(dú)特良好的生物學(xué)性能(Zhang W，Liao SS and Cui FZ，Hierarchical self-assembly of nano-fibrils inmineralized collagen，Chemistry of Materials，200315(16)3221；Kikuchi M，Ikoma T，Itoh S，Matsumoto HN，Koyama Y，Takakuda K，Shinomiya K，Tanaka J，Biomimetic synthesis ofbone-like nanocomposites using the self-assembly mechanism of hydroxyapatite and collagen，Composites Science and Technology，200464819；US 10/492937(2005)，Organic/inorganiccomposite biomaterials and process for producing the same)。
但是，現(xiàn)有生物仿生原位合成方法直接得到的納米羥基磷灰石-膠原復(fù)合材料缺乏一定的強(qiáng)度，最終產(chǎn)物的獲得均是通過對合成洗滌粉狀原料的再增強(qiáng)加工來實(shí)現(xiàn)。如將納米羥基磷灰石-膠原合成粉料加入含醫(yī)用高分子的溶劑中，借助高分子的增強(qiáng)作用，獲得具有一定強(qiáng)度的多孔支架材料(US2002/0018797 A1(2002)，Nano-calciumphosphates/collagen based substitute materials；CN 1164338C(2004)，納米相鈣磷鹽/高分子復(fù)合多孔材料的制備方法)；又如借助模具軸向加壓成型，并結(jié)合冷等靜壓技術(shù)獲得具有高強(qiáng)度的承力材料。但即使通過粉料合成和成型加壓參數(shù)的優(yōu)化配制，目前最終獲得材料的抗彎強(qiáng)度也僅約40～50MPa(Kikuchi M，Ikoma T，Itoh S，Matsumoto HN，Koyama Y，Takakuda K，Shinomiya K，Tanaka J，Biomimetic synthesis of bone-likenanocomposites using the self-assembly mechanism of hydroxyapatite and collagen，Composites Science and Technology，200464819；US 10/492937(2005)，Organic/inorganiccomposite biomaterials and process for producing the same)。
上述方法獲得的材料由于整體缺乏自然骨的連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而與自然骨的強(qiáng)度值差距甚大，難于滿足骨缺損修復(fù)、替換和引導(dǎo)再生的要求。同時(shí)，現(xiàn)有的加工方法也使最終產(chǎn)物的形態(tài)受到一定的限制。化學(xué)交聯(lián)劑常被用來激活氨基和羧基基團(tuán)，以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，克服重建膠原的力學(xué)性能差、溶脹度大等弱點(diǎn)，但其殘余物在一定程度上將影響復(fù)合材料的生物學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的一步成型方法，此種方法可直接獲得含膠原纖維和磷酸鈣的成型復(fù)合生物材料，且所獲得的復(fù)合生物材料更接近于自然骨結(jié)構(gòu)和性能。
本發(fā)明所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的制備方法，其工藝步驟如下(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在膠原蛋白濃度為0.7～15mg/ml的酸性或中性有機(jī)質(zhì)溶液中加入含鈣離子和含磷酸根離子的水溶液，含鈣離子水溶液的加入量為鈣離子1.6～39.8×10-3mol/每克有機(jī)質(zhì)，鈣離子與磷酸根離子的摩爾比為1.2～1.9，在常壓、2～25℃、pH值6～10下攪拌反應(yīng)2～15小時(shí)，形成含有機(jī)質(zhì)和原位生長納米級磷酸鈣的乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將步驟(1)制備的乳狀合成液注入成型模具，在常壓、20～40℃下恒溫4～40小時(shí)，形成具有一定宏觀形狀的白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體用去離子水清洗步驟(2)所制備的復(fù)合凝膠體，去除反應(yīng)殘留物；(4)脫水固化將步驟(3)清洗后的復(fù)合凝膠體脫水固化，即獲所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料。
上述方法中，有機(jī)質(zhì)溶液的溶劑至少為乙酸、鹽酸、硝酸中的一種；含鈣離子水溶液為硝酸鈣或氯化鈣或氫氧化鈣的水溶液；含磷酸根離子水溶液為磷酸鈉或磷酸氫二鈉或磷酸或磷酸氫二氨水溶液；調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值采用氫氧化鈉或/和氨水水溶液。
上述方法中，有機(jī)質(zhì)溶液中的有機(jī)質(zhì)為具有成原纖維特性的膠原蛋白，典型的膠原蛋白為酶解I型膠原。
材料的力學(xué)性能和溶脹行為可通過在制備乳狀合成液時(shí)添加如下其他的水凝膠物質(zhì)和高分子纖維加以改善。
1、添加其它的醫(yī)用水凝膠，有機(jī)質(zhì)中，具有成原纖維特性的膠原蛋白與其它醫(yī)用水凝膠的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述其它醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種；2、添加醫(yī)用高分子短纖維，有機(jī)質(zhì)中，具有成原纖維特性的膠原蛋白與醫(yī)用高分子短纖維的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述醫(yī)用高分子短纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種；3、添加其它的醫(yī)用水凝膠和醫(yī)用高分子短纖維，有機(jī)質(zhì)中，具有成原纖維特性的膠原蛋白的質(zhì)量份為8～6份，其它醫(yī)用水凝膠的質(zhì)量份為1.5～2.5，醫(yī)用高分子短纖維的質(zhì)量份為0.5～1.5，所述其它醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種，所述醫(yī)用高分子短纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種。
復(fù)合凝膠體中的高分子纖維有機(jī)質(zhì)，還可在注模凝膠體成型步驟添加，具體操作是在成型模具中安放高分子長纖維織成的網(wǎng)格狀物，當(dāng)乳狀合成液注入成型模具，該高分子長纖維編織的網(wǎng)格狀物則與注入成型模具的乳狀合成液融合成一體。
上述方法中，可對成型脫模后的復(fù)合凝膠體采用反復(fù)冷凍解凍的方法進(jìn)行物理交聯(lián)后再洗滌。
復(fù)合凝膠體的脫水固化有多種方法，可采用化學(xué)脫水和/或物理調(diào)溫變壓分級脫水和/或冷凍干燥脫水。
本發(fā)明所述方法制備的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，宏觀上由成型模具生成不含化學(xué)交聯(lián)劑凝膠體固化的確定形狀，微觀結(jié)構(gòu)是有機(jī)質(zhì)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中充填有原位生長的納米級磷酸鈣，其晶粒生長方向沿有機(jī)質(zhì)中膠原纖維長軸取向排列；該復(fù)合生物材料中，水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6～22％，固態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為78～94％，固態(tài)物質(zhì)中，三維網(wǎng)絡(luò)有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20～85％，納米級磷酸鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15～80％。
上述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，其三維網(wǎng)絡(luò)有機(jī)質(zhì)或?yàn)槟z原纖維；或?yàn)槟z原纖維和其它醫(yī)用水凝膠固化物，膠原纖維與其它醫(yī)用水凝膠固化物的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述其它醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種；或?yàn)槟z原纖維和醫(yī)用高分子纖維，膠原纖維與醫(yī)用高分子纖維的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述醫(yī)用高分子纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種；或?yàn)槟z原纖維、其它醫(yī)用水凝膠固化物和醫(yī)用高分子纖維，膠原纖維的質(zhì)量份為8～6，其它醫(yī)用水凝膠固化物的質(zhì)量份為1.5～2.5，醫(yī)用高分子纖維的質(zhì)量份為0.5～1.5，所述其它醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種，所述醫(yī)用高分子纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種。
上述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，其納米級磷酸鈣為弱結(jié)晶的類骨磷灰石，磷酸鈣的Ca/P摩爾比為1.2～1.9。
本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明提供從合成復(fù)合凝膠體-洗滌-固化到最終產(chǎn)物的一步成型加工技術(shù)，可直接獲得具有確定形狀的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，相比現(xiàn)有方法，簡化了流程，避免了對合成粉末原料包括靜壓成型方法等為獲得最終制品的二次加工，規(guī)避了由此而帶來的潛在污染。
2、本發(fā)明所述方法制備的復(fù)合生物材料，微觀結(jié)構(gòu)是凝膠體固化有機(jī)質(zhì)形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中充填有納米級磷酸鈣(見圖1)，且其晶粒的成核、生長和老化在合成、凝膠體形成、洗滌和固化過程中完成，并沿有機(jī)質(zhì)纖維長軸取向排列，因而更接近于自然骨結(jié)構(gòu)。
3、本發(fā)明所述制備方法，不外加化學(xué)交聯(lián)劑，借助膠原分子的疏水相互作用和氫鍵識別位點(diǎn)引發(fā)的膠原自組裝，輔助引入存在豐富活性基團(tuán)的其它水凝膠物質(zhì)，(協(xié)同)調(diào)控?zé)o機(jī)磷酸鈣的沉積生長，并結(jié)合添加物特點(diǎn)采用低溫冷凍-解凍物理交聯(lián)或外加高分子纖維增強(qiáng)形成凝膠體，通過脫水固化過程中有機(jī)物和無機(jī)物水合層的相互作用，最終獲得比現(xiàn)有材料性能更好的復(fù)合生物材料。
4、本發(fā)明所述方法制備的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，具有良好的力學(xué)性能，具體性能參數(shù)受有機(jī)質(zhì)組成和相對含量、無機(jī)磷酸鈣相的相對含量和含水率以及致密或多孔型結(jié)構(gòu)所控制。如致密型復(fù)合生物材料的三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度值可達(dá)70MPa以上(見實(shí)施例1和實(shí)施例6)，材料還可具有良好的柔韌性能(見圖2)；同時(shí)，所制備復(fù)合材料具有低的溶脹行為，如在生理鹽水中的平衡溶脹率為80％(見實(shí)施例1)，添加其它的醫(yī)用水凝膠和醫(yī)用高分子纖維后，力學(xué)性能和溶脹行為均能改善，可比較實(shí)施例1、實(shí)施例6和實(shí)施例12。
5、本發(fā)明所述方法制備的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，既可是致密型材料，又可是多孔型材料，并可根據(jù)需要成型為各種形狀(見圖2-5)。
6、本發(fā)明所述方法能方便引入多種生長因子，以進(jìn)一步提高材料的生物活性，促進(jìn)組織的生長。


圖1是本發(fā)明所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的斷面鍍金掃描電鏡圖，揭示此種材料的微觀結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的一種宏觀形狀圖，長條的彎曲形態(tài)揭示材料具有良好的柔韌性；圖3是本發(fā)明所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的另一種宏觀形狀圖；圖4是本發(fā)明所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的又一種宏觀形狀圖；圖5是本發(fā)明所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的再一種宏觀形狀圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明所述方法及該方法直接獲得的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料。
各實(shí)施例所用膠原蛋白為酶解小牛皮I型膠原蛋白，種類包含可溶解固體粉末和膠原凝膠(固含量在9-20％)，可從國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心購買，也可按文獻(xiàn)報(bào)道(Lu J，Lin XY，Jiang B，Li XD，Chen JY，Zhang XD，Preparation and characterizationof collagen by hydrogel formation method，Key Engineering Materials，2005288-289377)實(shí)驗(yàn)室自制。分析純化學(xué)試劑、溶劑和透明質(zhì)酸、海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚丙烯酸、殼聚糖等從成都長征化學(xué)試劑公司、青島海匯生物工程有限公司購買，典型透明質(zhì)酸的分子量大于250,000，聚乙烯醇平均聚合度為1800，殼聚糖脫乙酰度90％，分子量大于300,000，聚丙烯酸分子量大于5,000。醫(yī)用高分子纖維或剪為小于5毫米的短纖維，或織成二維網(wǎng)格或三維網(wǎng)格。
實(shí)施例1(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、7℃攪拌條件下，用0.2M乙酸配制膠原蛋白濃度為4.8mg/ml的溶液410毫升，滴加1mol/l的NaOH水溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至6.0，然后緩慢滴加45.7毫升1mol/l的Ca(NO3)2水溶液和45.7毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4水溶液，用1∶1氨水水溶液維持反應(yīng)液pH值為8.5，在常壓、7℃下攪拌反應(yīng)4小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、30℃下恒溫30小時(shí)形成長條形白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體將復(fù)合凝膠體脫模后用去離子水在常壓、20℃下清洗6次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在負(fù)壓0.08MPa、30℃下脫水10小時(shí)，然后在20℃下用潔凈氣流繼續(xù)脫水固化直至產(chǎn)物中的水含量為12.0wt％，得到致密復(fù)合生物材料，微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示，其形狀如圖3所示，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為73MPa，在生理鹽水中的平衡溶脹率為80％。
實(shí)施例2(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、15℃攪拌條件下，用1∶1∶1的0.5M乙酸、0.01M鹽酸和0.006M硝酸混合溶液配制膠原蛋白濃度為2mg/ml的溶液185毫升，用1mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至7.0，然后緩慢滴加1毫升1mol/l的Ca(NO3)2水溶液和1毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4水溶液，在常壓、15℃下攪拌反應(yīng)3小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、37℃下恒溫6小時(shí)形成片狀白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體在常壓、4℃下，將復(fù)合凝膠體脫模后用去離子水清洗4次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在常壓、10℃下于30％(v/v)酒精溶液中固化4個(gè)小時(shí)，然后置于負(fù)壓0.1MPa、20℃下脫水8小時(shí)，再在20℃用潔凈氣流繼續(xù)脫水固化，直至產(chǎn)物中的水含量為17.0wt％，經(jīng)沖模加工得到致密片狀復(fù)合生物材料，如圖4所示。
實(shí)施例3(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、4℃攪拌條件下，在0.2M乙酸溶液中加入膠原蛋白粉末，配制膠原蛋白濃度為5mg/ml的溶液310毫升，滴加2mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至為7.0；然后緩慢滴加5.1毫升3mol/l的Ca(NO3)2水溶液和3.1毫升1.8mol/l的(NH4)2HPO4水溶液，用1∶1氨水水溶液維持反應(yīng)液pH值為9.0，在常壓、4℃下攪拌反應(yīng)5小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、25℃下恒溫25小時(shí)形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體在常壓、25℃下，將凝膠體脫模后用去離子水清洗7次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在20℃下用潔凈氣流脫水固化4小時(shí)，移至常壓、-60℃低溫放置48小時(shí)，然后放入冷凍干燥機(jī)干燥48小時(shí)后得到多孔復(fù)合生物材料，產(chǎn)物中的水含量為11.0wt％，形狀如圖5所示。
實(shí)施例4(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、20℃攪拌條件下，在0.2M鹽酸溶液中加入膠原蛋白粉末，配制膠原蛋白濃度為12mg/ml的溶液300毫升，向所得溶液中緩慢滴加21毫升0.3MNa2HPO4溶液，滴加1mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至為7.0；緩慢滴加54毫升1mol/l的CaCl2溶液和43毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1∶1氨水水溶液維持反應(yīng)液pH值為9.5，在常壓、20℃下攪拌反應(yīng)2小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、38℃下恒溫16小時(shí)形成條形白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體將凝膠體脫模后用去離子水在常壓、20℃下清洗8次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在20℃下用潔凈氣流脫水固化72小時(shí)，得到水含量為13.0wt％的條形復(fù)合材料，材料可彎曲成如圖2所示形狀。
實(shí)施例5(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、10℃攪拌條件下，用0.5M乙酸溶液配制膠原蛋白濃度為8mg/ml的溶液250毫升，滴加25ml濃度為2％(w/v)的透明質(zhì)酸乙酸溶液；30分鐘后，向膠原蛋白基有機(jī)溶液中緩慢滴加17毫升0.3MNa2HPO4溶液，用2mol/l的NaOH溶液將膠原蛋白基有機(jī)溶液的pH值調(diào)至8.0；30分鐘后，緩慢滴加10.7毫升1mol/l的CaCl2溶液和1.7毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液；用0.5mol/l的NaOH溶液維持反應(yīng)液pH值為9.5，在常壓、10℃下攪拌反應(yīng)10小時(shí)得到乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、33℃下恒溫29小時(shí)形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體將凝膠體脫模后用去離子水在常壓、10℃下清洗5次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在負(fù)壓0.1MPa、25℃下脫水4小時(shí)，移至液氮放置12個(gè)小時(shí)，然后放入冷凍干燥機(jī)干燥60小時(shí)后得到多孔復(fù)合生物材料，產(chǎn)物中的水含量為10.0wt％。
實(shí)施例6(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、7℃攪拌條件下，用0.2M乙酸溶液配制膠原蛋白濃度為4.8mg/ml的溶液380毫升，滴加10毫升濃度為2％(w/v)的殼聚糖乙酸溶液；用1mol/l的NaOH溶液將膠原蛋白基有機(jī)溶液的pH調(diào)至6.0；30分鐘后，緩慢滴加47毫升1mol/l的CaCl2溶液和47毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液；用1∶1的氨水溶液維持反應(yīng)液pH值為8.5，在常壓、7℃下攪拌反應(yīng)4小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、30℃下恒溫30小時(shí)形成長條形白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體將復(fù)合凝膠體脫模后用去離子水在常壓、20℃下清洗6次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在負(fù)壓0.08MPa、30℃下脫水10小時(shí)，然后在20℃下用潔凈氣流繼續(xù)脫水固化直至產(chǎn)物中的水含量為12.0wt％，得到致密復(fù)合生物材料，其形狀如圖3所示，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為78MPa，在生理鹽水中的平衡溶脹率為52％。
實(shí)施例7(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、12℃攪拌條件下，將29.5毫升濃度為2％(w/v)的海藻酸鈉水溶液滴加到0.2M乙酸膠原溶液中，得到膠原蛋白濃度為6mg/ml的230毫升有機(jī)質(zhì)溶液，然后用2mol/l的NaOH溶液將有機(jī)質(zhì)溶液的pH調(diào)至6.5；緩慢滴加24毫升1mol/l的CaCl2溶液和24毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1∶1的氨水水溶液將反應(yīng)液pH值維持在9.2，在常壓、12℃下攪拌反應(yīng)15小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、38℃下恒溫30小時(shí)形成白色長條彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體在常壓、20℃下，將凝膠體脫模用去離子水清洗5次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在負(fù)壓0.08MPa、38℃下脫水14個(gè)小時(shí)，然后用潔凈氣流在28℃下繼續(xù)脫水固化，直至產(chǎn)物中的水含量為20.0wt％，得到致密條狀復(fù)合生物材料，彎曲條狀材料形狀如圖2所示。
實(shí)施例8(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、15℃攪拌條件下，將630毫克聚丙烯酸混合在210毫升膠原蛋白濃度為7mg/ml的0.08M硝酸溶液中，40分鐘后滴加0.3M Na2HPO415毫升，用2mol/l的NaOH水溶液將膠原蛋白基有機(jī)溶液的pH值調(diào)至7.0，然后分別用恒流泵以3ml/min的量加入38.9毫升1mol/lCaCl2和18.8毫升1mol/lNa2HPO4溶液，用1∶1的氨水水溶液將反應(yīng)液pH值維持在8.5，在常壓、15℃下攪拌反應(yīng)8小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、35℃下恒溫14小時(shí)形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體用去離子水于常壓、15℃下清洗6次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體用聚乙二醇溶液在常壓、20℃下固化5小時(shí)，然后在20℃下用潔凈氣流固化3小時(shí)，移至常壓、-60℃放置24小時(shí)后，放入冷凍干燥機(jī)中干燥48小時(shí)后得到多孔復(fù)合材料，產(chǎn)物中的水含量為12.0wt％。
實(shí)施例9(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液用高壓釜配制5％(w/v)的聚乙烯醇水溶液；在常壓、25℃攪拌條件下，用0.05M硝酸溶液配制膠原蛋白濃度為10mg/ml的溶液330毫升，加入5％的聚乙烯醇溶液44ml并與膠原蛋白溶液混合均勻；緩慢滴加29.5毫升1mol/l的CaCl2溶液和17.7毫升1mol/l的Na3PO4溶液，用1∶1的氨水水溶液將反應(yīng)液的pH值調(diào)至6.5，在常壓、25℃攪拌反應(yīng)8小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、40℃下恒溫26小時(shí)后形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)對復(fù)合凝膠體進(jìn)行物理交聯(lián)將所形成復(fù)合凝膠體在常壓、-25℃下放置24小時(shí)后，在常壓、20℃下解凍放置24小時(shí)，在上述壓力、溫度下冷凍-解凍循環(huán)4次；(4)洗滌復(fù)合凝膠體將解凍凝膠體用去離子水在常壓、20℃下清洗10次，去除未反應(yīng)殘余物；(5)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在負(fù)壓0.08MPa、30℃脫水20小時(shí)，然后在30℃下用潔凈氣流繼續(xù)脫水固化，直至產(chǎn)物中的水含量為14.0wt％，得到致密復(fù)合材料。
實(shí)施例10(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液用高壓釜配制5％(w/v)的聚乙烯醇水溶液；在常壓、15℃攪拌條件下，用0.01M鹽酸溶液配制膠原蛋白濃度為7mg/ml的溶液270毫升，加入5％聚乙烯醇溶液4.8毫升并與膠原蛋白溶液混合均勻，滴加12毫升濃度為2％(w/v)的殼聚糖乙酸溶液；滴加0.5mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至6.0；緩慢滴加6毫升1mol/l的CaCl2溶液和6毫升0.6mol/l的Na3PO4溶液，用1∶1的氨水水溶液將反應(yīng)液的pH值調(diào)至7.0，在常壓、15℃攪拌反應(yīng)10小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、35℃下恒溫16小時(shí)形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出白色凝膠體用去離子水清洗5次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在30℃下用潔凈氣流脫水固化，直至產(chǎn)物中的水含量為22.0wt％，得到致密復(fù)合材料。
實(shí)施例11(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、4℃攪拌條件下，用0.5M乙酸溶液配制透明質(zhì)酸含量為0.35克、膠原濃度為4mg/ml的溶液260毫升，30分鐘后加入1.5％(w/v)海藻酸鈉水溶液23.3毫升，維持?jǐn)嚢?5分鐘，將溫度提升到20℃，在攪拌下滴加17.3毫升1mol/lCaCl2和10.4毫升1mol/l(NH4)2HPO4水溶液，用1mol/l的NaOH溶液控制pH值為9.2，在常壓、20℃攪拌反應(yīng)8小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、36℃下恒溫25小時(shí)形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出成型白色凝膠體，于常壓、4℃用去離子水清洗8次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體置于真空干燥箱，在負(fù)壓0.1MPa、35℃下脫水直至得到含水為16.0wt％的致密型復(fù)合材料。
實(shí)施例12(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、10℃，用體積濃度為2％的乙酸溶液配制殼聚糖含量為0.5克的溶液，攪拌條件下加入膠原蛋白粉末2.5克和0.5M乙酸溶液形成總量為410毫升的有機(jī)溶液，用恒流泵以5ml/min攪拌加入45.9毫升0.6M H3PO4，20分鐘后加入150毫升1mg/ml透明質(zhì)酸水溶液，然后用2ml/l NaOH溶液將pH值調(diào)整7.0，再加入45.9毫升CaCl2溶液，并用NaOH溶液維持反應(yīng)液pH值為7.5，在常壓、10℃下攪拌反應(yīng)4小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、30℃下恒溫24小時(shí)形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出成型白色凝膠體，于常壓、4℃用去離子水清洗6次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在20℃下用潔凈氣流脫水固化40小時(shí)，然后置于負(fù)0.1MPa真空干燥箱中，在28℃脫水直至得到含水率為13.0wt％的致密復(fù)合材料，材料的三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為60MPa，在生理鹽水中的平衡溶脹率為64％。
實(shí)施例13(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、8℃，用0.2M鹽酸溶液攪拌配制聚丙烯酸含量為0.9克、膠原蛋白濃度為9mg/ml的有機(jī)溶液340毫升，用2ml/l NaOH將pH調(diào)至7.8，然后用恒流泵以8ml/min攪拌加入130.6毫升1mol/l的Ca(NO3)2溶液和130.6毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液，攪拌滴加22毫升濃度為2％(w/v)的海藻酸鈉溶液，用1ml/l NaOH將反應(yīng)液pH值控制在8.0，在常壓、8℃攪拌反應(yīng)10個(gè)小時(shí)，形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、30℃下恒溫40小時(shí)形成白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出成型白色凝膠體，在常壓、8℃下用去離子水清洗12次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體放入體積濃度40％乙醇溶液，在常壓、25℃下固化4小時(shí)后，移至真空干燥箱中于負(fù)壓0.1MPa、25℃下固化8個(gè)小時(shí)，再移至常壓、-20℃下放置24小時(shí)后，轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中干燥48個(gè)小時(shí)，獲得多孔復(fù)合材料，產(chǎn)物中的水含量為12.0wt％。
實(shí)施例14(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、6℃攪拌條件下，用0.01M硝酸配制膠原蛋白濃度為3.8mg/ml的溶液370毫升，加入8毫升0.6M Na2HPO4的溶液，滴加2mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至為7.0；緩慢滴加15.6毫升1mol/l的Ca(NO3)2溶液和15.6毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1∶1氨水水溶液維持反應(yīng)液pH值為8.5；在常壓、6℃攪拌條件下維持反應(yīng)2小時(shí)后，加入長度為3mm的殼聚糖纖維0.16克，攪拌1小時(shí)使殼聚糖短纖維分布均勻；(2)注模凝膠體成型將含殼聚糖纖維的乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、25℃下恒溫18小時(shí)形成復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出成型復(fù)合凝膠體，在常壓、10℃下用去離子水清洗5次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在負(fù)壓0.1MPa、35℃下固化20小時(shí)，然后在20℃用潔凈氣流繼續(xù)脫水固化直至產(chǎn)物中的水含量為10.0wt％，得到致密型復(fù)合材料，如圖3所示。
實(shí)施例15(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液用0.1M鹽酸溶液在常壓、15℃配制膠原蛋白濃度為4.8mg/ml的溶液260毫升，用恒流泵以5ml/min速度攪拌加入8.9毫升3mol/l Ca(NO3)2溶液和8.9毫升1.8mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1mol/l的NaOH水溶液和1∶1的氨水水溶液將反應(yīng)液的pH值控制在8.5，在常壓、15℃攪拌反應(yīng)6小時(shí)，然后加入長度約為3毫米的聚乙烯醇纖維0.53克，攪拌20分鐘混合均勻；(2)注模凝膠體成型將含聚乙烯醇短纖維的乳狀合成物倒入成型模具，在常壓、30℃下恒溫22小時(shí)形成復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出成型復(fù)合凝膠體，在常壓、25℃下用去離子水清洗4次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在27℃下用潔凈氣流脫水固化72小時(shí)，得含水率為18.0％的致密復(fù)合材料。
實(shí)施例16(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、8℃攪拌條件下，用1∶1的0.01M鹽酸和0.5M乙酸溶液配制膠原蛋白濃度為5mg/ml的溶液525毫升，滴加18毫升0.6M Na2HPO4的溶液，用恒流泵以4ml/min攪拌加入30.6毫升1mol/l Ca(NO3)2溶液和13毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1mol/l的NaOH將反應(yīng)液pH值控制在7.4，在常壓、8℃攪拌反應(yīng)12小時(shí)形成乳狀合成液，然后加入1.1克長度為4毫米的乳酸和乙醇酸共聚物短纖維，攪拌2小時(shí)；(2)注模凝膠體成型將含共聚物短纖維的乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、28℃下恒溫40小時(shí)形成復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，在常壓、4℃下用去離子水清洗5次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在25℃用潔凈氣流脫水固化5小時(shí)，移至常壓、-150℃下放置24小時(shí)，再放入冷凍干燥機(jī)中干燥48小時(shí)，獲得如圖5所示的多孔型復(fù)合材料，產(chǎn)物中的水含量為11.0wt％。
實(shí)施例17(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、20℃配制濃度為6.0mg/ml的膠原蛋白硝酸溶液345毫升，滴加2mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至為6.0；緩慢滴加44.2毫升1mol/l的Ca(NO3)2溶液和14.7毫升1.8mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1∶1氨水水溶液維持反應(yīng)液pH值為8.5，在常壓、20℃攪拌反應(yīng)10小時(shí)形成乳狀合成液；將長度為2毫米的3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物短纖維0.9克加入到乳狀合成液中，攪拌4個(gè)小時(shí)；(2)注模凝膠體成型將含共聚物短纖維的乳狀液倒入多孔成型模具，在常壓、40℃恒溫6小時(shí)形成復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，在常壓、25℃下用去離子水清洗10次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體用聚乙二醇溶液在常壓、20℃下固化4小時(shí)，移至常壓、-60℃放置20小時(shí)，再放入冷凍干燥機(jī)中干燥40小時(shí)，得多孔型復(fù)合材料，產(chǎn)物中的水含量為12.0wt％。
實(shí)施例18(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、12℃下，用0.5M乙酸配置膠原濃度為6.6mg/ml、透明質(zhì)酸含量為0.48克的有機(jī)溶液225毫升，用2mol/l的NaOH溶液將有機(jī)溶液的pH值控制為8.0，攪拌滴加39毫升1mol/l Ca(NO3)2和23.4毫升1mol/l H3PO4溶液，在常壓、8℃維持?jǐn)嚢璺磻?yīng)4小時(shí)形成乳狀合成液，然后加入0.2克長度約4mm的殼聚糖短纖維，繼續(xù)攪拌2小時(shí)；(2)注模凝膠體成型將含殼聚糖短纖維的乳狀合成液倒入成型模具中，在常壓、38℃恒溫30小時(shí)形成白色復(fù)合凝膠體；
(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，用去離子水在常壓、4℃下清洗5次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在25℃下用潔凈氣流脫水固化直至得到含水率為15.0wt％的致密復(fù)合材料。
實(shí)施例19(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、4℃下，將0.1克海藻酸鈉和0.3克膠原粉末攪拌溶解于190毫升0.01M鹽酸溶液中，用1mol/l的NaOH溶液將有機(jī)溶液pH值調(diào)至7.4，然后滴加2.9毫升1mol/lCa(NO3)2和1.7毫升1mol/l H3PO4溶液，用1∶1氨水水溶液維持反應(yīng)液pH值為9.0，在常壓、4℃維持?jǐn)嚢璺磻?yīng)6小時(shí)形成乳狀合成液，然后加入49毫克長度為2毫米的乳酸和乙醇酸共聚物短纖維，繼續(xù)攪拌2小時(shí)；(2)注模凝膠體成型將含短纖維的乳狀合成液倒入成型模具，在常壓、25℃恒溫18小時(shí)形成白色復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，在常壓、10℃下用去離子水清洗8次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體用體積濃度40％酒精溶液在常壓、25℃下脫水固化5小時(shí)，然后放置于真空干燥箱中在負(fù)壓0.08MPa、40℃下固化直至得到含水率為18.0wt％的致密復(fù)合材料。
實(shí)施例20(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、18℃攪拌條件下，用0.2M乙酸溶液配制膠原濃度為4mg/ml的溶液235毫升，滴加8.8ml濃度為2％(w/v)的殼聚糖乙酸溶液；30分鐘后，向有機(jī)溶液中緩慢滴加16.8毫升0.3M Na2HPO4的溶液，用2mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白有機(jī)溶液的pH值調(diào)至7.0；30分鐘后，緩慢滴加11.7毫升1mol/l的CaCl2溶液和3.5毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1mol/l的NaOH溶液維持反應(yīng)液pH值為7.8；在常壓、18℃維持反應(yīng)2小時(shí)形成乳狀合成液，然后加入長度為2mm的聚乙烯醇纖維59毫克，攪拌2個(gè)小時(shí)使聚乙烯醇短纖維分散均勻；(2)注模凝膠體成型將含聚乙烯醇短纖維的乳狀合成液倒入成型模具中，在常壓、34℃恒溫25小時(shí)形成白色復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，用去離子水在常壓、10℃下清洗10次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在負(fù)壓0.08MPa、30℃脫水40小時(shí)，然后在30℃下用潔凈氣流脫水固化直至得到含水率為14.0wt％的致密復(fù)合材料。
實(shí)施例21(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、16℃攪拌條件下，用0.08M鹽酸溶液配制膠原蛋白濃度為6.5mg/ml的溶液420毫升；在有機(jī)溶液中滴加30毫升0.3M Na2HPO4溶液后，攪拌加入滴加2mol/l的NaOH溶液將含膠原蛋白溶液的pH值調(diào)至為7.0；用恒流泵以4ml/min加入63毫升1mol/l的Ca(NO3)2溶液和48毫升0.6mol/l的(NH4)2HPO4溶液，用1∶1氨水水溶液控制反應(yīng)液pH值為8.5，在常壓、16℃保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)10小時(shí)生成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將682毫克的3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維編織成三維網(wǎng)格，拉直固定在成型模具中，然后倒入乳狀合成液，在常壓、38℃恒溫32個(gè)時(shí)形成白色復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，用去離子水在常壓、15℃下清洗14次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在25℃用潔凈氣流脫水固化30小時(shí)，然后置于真空干燥箱中在負(fù)壓0.08MPa、35℃下固化直至得到含水率為20.0wt％的致密復(fù)合材料。
實(shí)施例22(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、4℃，用0.01M硝酸溶液配制膠原蛋白濃度為2.2mg/ml的溶液470毫升，緩慢滴加9毫升1mol/l CaCl2和5.6毫升1mol/l Na2HPO4溶液，用2ml/l的NaOH溶液維持反應(yīng)液pH值為7.4，在常壓、4℃攪拌反應(yīng)6個(gè)小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將260毫克編織的殼聚糖二維網(wǎng)格，逐層拉直固定在成型模具中，然后倒入乳狀合成液，在常壓、20℃恒溫24小時(shí)形成白色復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，在常壓、20℃下用去離子水清洗8次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體在20℃下用體積濃度為40％的酒精溶液固化5小時(shí)，然后在20℃下用潔凈氣流脫水固化72小時(shí)，得含水率為13.0wt％的致密復(fù)合材料。
實(shí)施例23(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在常壓、4℃攪拌條件下，用0.25M乙酸溶液配制含透明質(zhì)酸0.98克、膠原濃度為7mg/ml的有機(jī)溶液490毫升，將有機(jī)溶液的溫度升至15℃，用恒流泵以6ml/min加入90.6毫升1mol/l Ca(OH)2和54.4毫升1mol/l Na2HPO4溶液，用1ml/l的NaOH溶液維持反應(yīng)液pH值為7.4，在常壓、15℃攪拌反應(yīng)6小時(shí)形成乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將490毫克編織的殼聚糖三維網(wǎng)格拉直固定在成型模具中，然后倒入乳狀合成液，在常壓、37℃恒溫24時(shí)形成白色復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體取出復(fù)合凝膠體，用去離子水在常壓、25℃下清洗5次，去除未反應(yīng)殘余物；(4)脫水固化將清洗后的復(fù)合凝膠體用潔凈氣流在37℃下固化2小時(shí)，移至常壓、-20℃下放置24小時(shí)，再轉(zhuǎn)至常壓、-60℃下放置24小時(shí)，然后放入冷凍干燥機(jī)中干燥48小時(shí)得含水率為10.0wt％的多孔復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，其特征在于該材料宏觀上具有不含化學(xué)交聯(lián)劑的凝膠體固化形成的確定形狀，微觀結(jié)構(gòu)是有機(jī)質(zhì)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中充填有原位生長的納米級磷酸鈣，其晶粒生長方向沿有機(jī)質(zhì)纖維長軸取向排列；所述復(fù)合生物材料中，水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6～22％，固態(tài)物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為78～94％，固態(tài)物質(zhì)中，三維網(wǎng)絡(luò)有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20～85％，納米級磷酸鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15～80％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，其特征在于三維網(wǎng)絡(luò)有機(jī)質(zhì)或?yàn)槟z原纖維；或?yàn)槟z原纖維和其它醫(yī)用水凝膠固化物，膠原纖維與其他醫(yī)用水凝膠固化物的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述其他醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種；或?yàn)槟z原纖維和醫(yī)用高分子纖維，膠原纖維與醫(yī)用高分子纖維的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述醫(yī)用高分子纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種；或?yàn)槟z原纖維、其它醫(yī)用水凝膠固化物和醫(yī)用高分子纖維，膠原纖維的質(zhì)量份為8～6，其它醫(yī)用水凝膠固化物的質(zhì)量份為1.5～2.5，醫(yī)用高分子纖維的質(zhì)量份為0.5～1.5，所述其它醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種，所述醫(yī)用高分子纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料，其特征在于納米級磷酸鈣為弱結(jié)晶的類骨磷灰石，磷酸鈣的Ca/P摩爾比為1.2～1.9。
4.一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液在膠原蛋白濃度為0.7～15mg/ml的酸性或中性有機(jī)質(zhì)溶液中加入含鈣離子和含磷酸根離子的水溶液，含鈣離子水溶液的加入量為鈣離子1.6～39.8×10-3mol/每克有機(jī)質(zhì)，鈣離子與磷酸根離子的摩爾比為1.2～1.9，在常壓、2～25℃、pH值6～10下攪拌反應(yīng)2～15小時(shí)，形成含有機(jī)質(zhì)和原位生長納米級磷酸鈣的乳狀合成液；(2)注模凝膠體成型將步驟(1)制備的乳狀合成液注入成型模具，在常壓、20～40℃下恒溫4～40小時(shí)，形成具有一定宏觀形狀的復(fù)合凝膠體；(3)洗滌復(fù)合凝膠體用去離子水清洗步驟(2)所制備的復(fù)合凝膠體，去除反應(yīng)殘留物；(4)脫水固化將步驟(3)清洗后的復(fù)合凝膠體脫水固化，即獲所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于有機(jī)質(zhì)溶液的溶劑至少為乙酸、鹽酸、硝酸中的一種，含鈣離子水溶液為硝酸鈣或氯化鈣或氫氧化鈣的水溶液，含磷酸根離子水溶液為磷酸鈉或磷酸氫二鈉或磷酸或磷酸氫二氨水溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值采用氫氧化鈉或/和氨水水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于有機(jī)質(zhì)溶液中的有機(jī)質(zhì)或?yàn)榫哂谐稍w維特性的膠原蛋白；或?yàn)榫哂谐稍w維特性的膠原蛋白和其它醫(yī)用水凝膠，膠原蛋白與其它醫(yī)用水凝膠的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述其它醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種；或?yàn)榫哂谐稍w維特性的膠原蛋白和醫(yī)用高分子短纖維，膠原蛋白與醫(yī)用高分子短纖維的質(zhì)量比為9∶1～6∶4，所述醫(yī)用高分子短纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種；或?yàn)榫哂谐稍w維特性的膠原蛋白、其它醫(yī)用水凝膠和醫(yī)用高分子短纖維，膠原蛋白的質(zhì)量份為8～6份，其它醫(yī)用水凝膠的質(zhì)量份為1.5～2.5，醫(yī)用高分子短纖維的質(zhì)量份為0.5～1.5，所述其它醫(yī)用水凝膠至少為透明質(zhì)酸、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一種，所述醫(yī)用高分子短纖維至少為殼聚糖纖維、絲狀纖維素、3-羥基丁酸和3-羥基己酸共聚物纖維、聚乙烯醇纖維、乳酸和乙醇酸共聚物纖維中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于注模凝膠體成型步驟在成型模具中安放有高分子長纖維編織的網(wǎng)格狀物，該高分子長纖維編織的網(wǎng)格狀物與注入成型模具的乳狀合成液融合成一體。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于對成型脫模后的復(fù)合凝膠體采用反復(fù)冷凍解凍的方法進(jìn)行物理交聯(lián)后再洗滌。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合生物材料的制備方法，其特征在于復(fù)合凝膠體的脫水固化采用化學(xué)脫水和/或物理調(diào)溫變壓分級脫水和/或冷凍干燥脫水。
全文摘要
一種有機(jī)－無機(jī)復(fù)合生物材料，宏觀上具有不含化學(xué)交聯(lián)劑的凝膠體固化形成的確定形狀，微觀結(jié)構(gòu)是有機(jī)質(zhì)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中充填有原位生長的納米級磷酸鈣，其晶粒生長方向沿有機(jī)質(zhì)纖維長軸取向排列。制備上述材料的工藝步驟(1)制備含有機(jī)質(zhì)和納米級磷酸鈣的乳狀合成液；(2)將步驟(1)制備的乳狀合成液注入成型模具，在常壓、20～40℃下恒溫4～40小時(shí)，形成具有一定宏觀形狀的白色彈性復(fù)合凝膠體；(3)用去離子水清洗步驟(2)所制備的復(fù)合凝膠體；(4)將步驟(3)清洗后的復(fù)合凝膠體脫水固化。
文檔編號A61L27/00GK1850296SQ20061002080
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者李旭東, 王曉敏, 林曉艷, 王曉亮, 鄭貴球, 顧忠偉, 張興棟 申請人:四川大學(xué)