本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種人工骨修復(fù)支架材料的制備方法。
背景技術(shù)：
骨缺損修復(fù)材料是臨床需求量最大的生物醫(yī)用材料之一，骨缺損患者每年可達到數(shù)百萬人之多，并且有日益增多的趨勢，骨修復(fù)材料市場巨大，尋找更好的骨組織修復(fù)材料已成為生物醫(yī)用材料研究的前沿和熱點問題。盡管骨組織本身有較強的自我修復(fù)能力，但其能力非常有限且只能在缺損較小的情況下進行，對于無法自我修復(fù)的缺損通常采用異體或者自體的骨移植，但是，自體或異體骨移植會給患者帶來二次損傷、且供體的來源十分有限。因此，研發(fā)出能夠?qū)墙M織進行修復(fù)和功能重建的人工骨修復(fù)材料具有重要的臨床意義。
天然骨的組分主要包括水和羥基磷灰石類的磷酸鈣類礦物以及以膠原纖維為主的有機基質(zhì)。納米磷酸鈣礦物的成核、生長、晶型的有序排列等都受到有機基質(zhì)模板的調(diào)控。近些年來國內(nèi)外研究人工骨修復(fù)材料的一個重要方向是通過模仿天然骨的成分、結(jié)構(gòu)特性以及骨的礦化機制，對材料的組成和結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，這種人工合成的新型仿生材料已成為生物醫(yī)用材料發(fā)展的主要趨勢之一。
靜電紡絲法是制備聚合物納米纖維常用的方法之一，靜電紡絲納米纖維的多孔結(jié)構(gòu)與細胞外基質(zhì)類似，因此，靜電紡絲法制備的納米材料廣泛應(yīng)用于藥物載體和組織工程支架。通過在納米纖維中加入多功能分子等提高納米纖維的細胞黏附性，具有生物活性的無機成分加入到納米聚合物中可以制備出多功能的生物材料。本發(fā)明中，通過靜電紡絲方法在聚乳酸納米纖維中加入無定形磷酸鈣陶瓷提高材料的生物活性，復(fù)合納米纖維材料為骨組織修復(fù)提供促進成骨細胞增值和分化的ca2+和po43-，聚乳酸能夠充當骨缺損的支架材料，隨著新骨的形成無定形磷酸鈣通過再沉淀轉(zhuǎn)化為骨組織的基本成分羥基磷灰石，聚乳酸在體內(nèi)降解成co2和h2o，通過循環(huán)排出體外，無定形磷酸鈣的加入同時緩解聚乳酸降解產(chǎn)生的酸引起的炎癥反應(yīng)。這一發(fā)明為骨組織工程的進一步發(fā)展提供新的思路，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于將無定形磷酸鈣引入聚乳酸纖維中，將無定形磷酸鈣和聚乳酸纖維相結(jié)合，制備出一種多功能性的復(fù)合骨修復(fù)材料。
本發(fā)明提供了一種無定形磷酸鈣/聚乳酸靜電紡絲支架的制備方法，包括下列步驟：
(1)采用化學(xué)濕法將含鈣離子的溶液倒入含磷酸根離子的溶液中，并保持反應(yīng)過程中的ph值為7.4不變，制備出無定形磷酸鈣，并通過離心、冷凍干燥得到無定形磷酸鈣粉末以待備用；
(2)稱取一定量的聚乳酸溶解在混合溶劑體系中；
(3)稱取適量的無定形磷酸鈣粉末，倒入聚乳酸溶液中，超聲30min使粉末分散更均勻；
(4)將分散均勻的溶液倒入注射器中，設(shè)置好靜電紡絲參數(shù)，打開直流高壓電源，在錫箔紙上可接收得到紡絲薄膜；
上述方法中所述含鈣離子的溶液為ca(no3)2·4h2o溶液，磷酸根離子的溶液為(nh4)2hpo4溶液。
上述方法中所述混合溶劑為二氯甲烷和n,n-二甲基甲酰胺以體積比7:3的比例配置的溶劑體系，并且所配置的溶液中ca/p的摩爾比為1.67。
上述方法中所述電紡參數(shù)為靜電紡絲電壓20kv，接收距離12cm，注射泵的推進速率0.4ml/h。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其主要優(yōu)點為：
(1)無定形磷酸根在水溶液中能夠通過轉(zhuǎn)化再沉淀形成羥基磷灰石，同時釋放的ca2+和po43-能夠在新骨形成過程中又被重新利用，促進成骨細胞分化，促進更多新骨的形成和骨整合。
(2)本發(fā)明得到的是一種新穎的復(fù)合纖維材料，聚乳酸在體內(nèi)降解成co2和h2o，通過循環(huán)排出體外，無定形磷酸鈣的加入同時緩解了聚乳酸降解產(chǎn)物呈酸性易引起組織炎癥反應(yīng)的缺點。
(3)本發(fā)明制備的復(fù)合材料既具有很好的生物相容性和降解性，更具有與人體骨組織相匹配的力學(xué)特性，有很廣闊的應(yīng)用空間。
(4)樣品的制備方法簡單，操作過程可實時監(jiān)測。
附圖說明
附圖為靜電紡絲裝置的示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合一些具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，應(yīng)理解，下述實施例僅用于說明本發(fā)明，并非限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1：化學(xué)濕法制備無定形磷酸鈣前體
實驗中采用化學(xué)濕法制備無定形磷酸鈣前體，稱取2.95gca(no3)2·4h2o和0.99g(nh4)2hpo4保證ca/p＝1.67，分別用20ml的蒸餾水溶解，得到12.5mmol的ca(no3)2·4h2o和7.5mmol的(nh4)2hpo4溶液。將含有鈣離子的溶液緩慢滴入到含有磷酸根的溶液中，用玻璃棒緩慢攪拌使溶液混合均勻，并以氨水調(diào)節(jié)溶液的ph，保持反應(yīng)體系的ph值在7.4左右。將得到的混合液倒入50ml的離心管中，3000rpm,3min快速離心，冷凍干燥，得到無定形磷酸鈣粉末，以待備用。
實施例2：聚乳酸靜電紡絲支架的制備
用移液槍移取7ml二氯甲烷和3mln,n-二甲基甲酰胺于小燒杯中制成混合溶劑，用天平稱取9g的聚乳酸溶于混合溶劑中，待溶解后得到9％(w/v)的聚乳酸靜電紡絲溶液。將配置好的紡絲液移入20ml的注射器中進行靜電紡絲，實驗中設(shè)置靜電紡絲電壓為20kv，接收距離為12cm，注射泵的推進速率為0.4ml/h，在錫箔紙上接收得到聚乳酸的靜電紡絲薄膜。
實施例3：聚乳酸靜電紡絲支架的制備
用移液槍移取7ml二氯甲烷和3mln,n-二甲基甲酰胺于小燒杯中制成混合溶劑，用天平稱取11g的聚乳酸溶于混合溶劑中，待溶解后得到11％(w/v)的聚乳酸靜電紡絲溶液。將配置好的紡絲液移入20ml的注射器中進行靜電紡絲，實驗中設(shè)置靜電紡絲電壓為20kv，接收距離為12cm，注射泵的推進速率為0.4ml/h，在錫箔紙上接收得到聚乳酸的靜電紡絲薄膜。
實施例4：無定形磷酸鈣/聚乳酸靜電紡絲支架的制備
用移液槍移取7ml二氯甲烷和3mln,n-二甲基甲酰胺于小燒杯中制成混合溶劑，用天平稱取9g的聚乳酸溶于混合溶劑中，待溶解后得到9％(w/v)的聚乳酸溶液。稱取0.45g的無定形磷酸鈣粉末倒入聚乳酸溶液中，超聲30min使粉末分散更均勻，得到含有無定形磷酸鈣的聚乳酸靜電紡絲溶液。將配置好的紡絲液移入20ml的注射器中進行靜電紡絲，實驗中設(shè)置靜電紡絲電壓為20kv，接收距離為12cm，注射泵的推進速率為0.4ml/h，在錫箔紙上接收得到聚乳酸的靜電紡絲薄膜，薄膜中無定形磷酸鈣的含量為聚乳酸的5wt％。
實施例5：無定形磷酸鈣/聚乳酸靜電紡絲支架的制備
用移液槍移取7ml二氯甲烷和3mln,n-二甲基甲酰胺于小燒杯中制成混合溶劑，用天平稱取9g的聚乳酸溶于混合溶劑中，待溶解后得到9％(w/v)的聚乳酸溶液。稱取0.09g的無定形磷酸鈣粉末倒入聚乳酸溶液中，超聲30min使粉末分散更均勻，得到含有無定形磷酸鈣的聚乳酸靜電紡絲溶液。將配置好的紡絲液移入20ml的注射器中進行靜電紡絲，實驗中設(shè)置靜電紡絲電壓為20kv，接收距離為12cm，注射泵的推進速率為0.4ml/h，在錫箔紙上接收得到聚乳酸的靜電紡絲薄膜，薄膜中無定形磷酸鈣的含量為聚乳酸的10wt％。