專利名稱：納米復相磷酸鈣/絲素蛋白復合支架制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及--種組織工程多孔復合細胞支架的制備方法,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復合支架的方法.
背景技術：
多孔HA能誘導周圍骨組織生長與骨形成牢固的化學鍵合，它具有極好骨傳導性，能比較好的 整合入宿主骨，對骨形態(tài)發(fā)生蛋白具有較強的親和性，加上無毒副作用，無致癌作用，所以 被廣泛用作硬組織修復材料的生理支架，但極低降解速率無法使之用作可降解材料使用,這將
影響骨的形成及改建。改進方法有兩種一是加入e-磷酸三鈣(e-Tcp),因為e-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 料的應用.
無機材料不能兼具細胞粘附等生物性能和良好的力學性能，固有的脆性限制了其應用。 與一些生物相容性好的高分子復合可以解決細胞粘附性的問題。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，本身對周圍組織有營養(yǎng)作用，分子表面含有大量的親水 基團導致絲素表面存在細胞識別信號，可以引導細胞粘附且均勻分布。
現(xiàn)有的制備支架的方法中不是引進了有毒的有機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,不利于骨細胞的粘附、分化、增殖、生長； 制備出的材料強度偏低不能滿足承載骨缺損修復的需要.

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相磷酸鈣基體然后浸漬絲素 溶液冷凍干燥制備納米復相磷酸鈣/絲素復合材料的方法.它適用于承載骨缺損修復材料的制 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，HA和SF的質(zhì)量比 (7~3): (3~7)，于不同溫度下反應，氨水和鹽酸調(diào)反應液的pH值7 J0，反應2 3小B、j"， 陳化20小時后離心干燥得HA/SF復合粉水;b.將HA/SF復合粉術壓制成型，在常壓的空氣爐 中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900 11001C，保溫時間2 3小時,得到多孔的納米復相磷酸轉(zhuǎn)陶瓷基 體:c.將多孔的納米復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， 分別在不同溫度下預凍,然后冷凍干燥后得納米復相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復 合材料.本發(fā)明的效果在于:本發(fā)明的方法低溫燒結(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.具有更大的降解速率可調(diào)范圍，足夠的力學強度可用于承 載骨缺損修復再生，克服了現(xiàn)有工藝的缺點。 具體的實施方式
具體的實施方式一:本實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，HA和SF的質(zhì)量比(7 3): (3~7),于不同溫度下反應，氨水和 鹽酸調(diào)反應液的pH值為7 10，反應2 3小時，陳化20小時后離心干燥得11A/SF復合粉未 b.將HA/SF 復合粉末壓制成型，在常壓的空氣爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900 1100'C,保溫時間 2 3小時,得到多孔的納米復相磷酸鈣陶瓷基體:c.將多孔的納米復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，分別在不同溫度下預凍,然后冷凍干燥后得復 相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)銀嵌絲素海綿體的復合材料.
具體的實施方式二 本實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，HA和SF的質(zhì)量比7: 3，于室溫下反應，氨水和 鹽酸調(diào)反應液的pH值10,反應2小時，陳化20小時后離心干燥得HA/SF復合粉末b.將HA/SF 復合粉末將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,保溫時間3小時，得到多孔的納米復相磷酸鈣陶瓷基體；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，在-80'C預凍，然后冷凍干燥后得納米復相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素 海綿體的復合材料.經(jīng)試驗，抗壓強度5.82MPa,海綿體的孔徑50 100!xm。
具體的實施方式三本實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，HA和SF的質(zhì)量比5: 5， f 40'C反應，氨水和鹽 酸調(diào)反應液的pH值7，反應3小時，陳化20小時后離心千燥得HA/SF復合粉末b.將HA/SF 復合粉末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,保溫時間3小時,得到多孔的復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，在-20'C預凍,然后冷凍干燥后得納米復相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復合 材料.經(jīng)試驗，抗壓強度5.40MPa，海綿體的孔徑50 150um。
具體的實施方式四本實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，HA和SF的質(zhì)量比4: 6，于40'C反應，氨水和鹽 酸調(diào)反應液的pH值9，反應3小時，陳化20小時后離心千燥得HA/SF復合粉術b.將HA/SF 復合粉末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,保溫時間2小時,得到多孔的納米復相磷酸鈣陶瓷基體；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，在-8ox:預凍，然后冷凍干燥后得納米復相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿
體的復合材料.經(jīng)試驗，抗壓強度5.20MPa，海綿體的孔徑50 100um。
具體的實施方式五本實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，HA和SF的質(zhì)量比3: 7， J'-室溫F反應，氨水和鹽 酸調(diào)反應液的pH值lO,反應3小時，陳化20小時后離心干燥得HA/SF復合粉末b.將HA/SF 復合粉水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,保溫時間3小時,得到多孔的納米復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，在-80"預凍,然后冷凍干燥后得納米復相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復合材 料.經(jīng)試驗，抗壓強度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相磷酸鈣/絲素復合支架的方法，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，HA和SF的質(zhì)量比(7～3)∶(3～7)，于不同溫度下反應，氨水和鹽酸調(diào)反應液的pH值7～10，反應2～3小時，陳化20小時后離心干燥得HA/SF復合粉末b.將HA/SF復合粉末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℃，保溫時間2～3小時，得到多孔的納米復相磷酸鈣陶瓷基體；c.將多孔的納米復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，分別在不同溫度下預凍，然后冷凍干燥后得復相磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鑲嵌絲素海綿體的復合材料.
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相磷酸鈣陶瓷基體， 然后經(jīng)浸漬冷凍干燥制備納米復相磷酸鈣/絲素復合支架的方法，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相磷酸鈣陶瓷基 體然后經(jīng)浸漬冷凍干燥制備納米復相磷酸鈣/絲素復合支架的方法，其特征在于操作過程中具 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，氨水和鹽酸調(diào)反應液的pH值9 10, 反應2小時，陳化20小時后離心干燥得HA/SF復合粉末。b.將HA/SF復合粉末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,保溫時間3小 時，得到多孔的納米復相磷酸鈣陶瓷基體:c.將多孔的納米復相磷酸^陶瓷基體浸漬3%絲素 溶液，在真空條件下室溫浸漬36小時，在一80"溫度下預凍，然后冷凍干燥即得納米復相 磷酸鈣陶瓷基體內(nèi)鋃嵌絲素海綿體的復合材料.
全文摘要
納米復相磷酸鈣/絲素蛋白復合支架制備方法，它涉及一種組織工程細胞支架的制備方法?，F(xiàn)有制備技術存在使用有機溶劑不利于活性物質(zhì)引入、氣孔封閉不利于骨組織長入、力學強度低不適于承載骨修復再生及組分分布不均勻的缺點。本發(fā)明方法包括a.絲素有機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)技術裂解缺鈣納米羥基磷灰石進一步制備多孔納米復相磷酸鈣陶瓷基體，燒結(jié)溫度為900～1100℃，時間為2～3小時，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相磷酸鈣/絲素蛋白復合支架材料。本發(fā)明的方法低溫燒結(jié)保持了陶瓷的生物活性，克服了現(xiàn)有工藝的缺點。
文檔編號A61L27/42GK101293114SQ20071007209
公開日2008年10月29日 申請日期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 申請人:佳木斯大學