專利名稱：一種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料及其制備方法，應(yīng)用于骨修復(fù)或骨替代材料，具體涉及生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于創(chuàng)傷、腫瘤或先天發(fā)育不足等導(dǎo)致人體骨組織缺損的現(xiàn)象非常普遍，特別是隨著我國步入老年人社會，年老易引起硬組織病變?nèi)绻琴|(zhì)疏松。因而，臨床治療對于骨替代材料有著巨大的需求。自體骨和異體骨是當(dāng)前骨損傷修復(fù)效果最好的材料，自體骨易被患者接受，但是會給患者帶來新的創(chuàng)傷和痛苦；異體骨取材簡便，但是在生物安全性上存在免疫排斥和疾病傳播的隱患。所以，臨床上主要采用人工制備的材料作為骨組織修復(fù)材料。目前用于骨組織修復(fù)的主要有金屬、陶瓷和聚合物幾大類。但是金屬材料缺乏與人體組織結(jié)合的生物活性，陶瓷類材料主要存在質(zhì)脆、在體內(nèi)易于斷裂和發(fā)生疲勞破壞等不足，聚合物可以具有人骨相近的模量，但不具備與骨組織形成生物鍵的活性。因此，尋找比較理想的材料用于骨組織修復(fù)仍然是臨床上的一個難點。天然骨是是一種由約30%的有機基質(zhì)和70%的羥基磷灰石構(gòu)成的有機/無機生物復(fù)合材料，有機基質(zhì)主要包括非膠原蛋白、粘多糖等。羥基磷灰石納米晶體有序地嵌在膠原纖維基質(zhì)中，有機和無機組元間的密切協(xié)同作用以及分子水平的獨特組裝，賦予了天然骨的多級結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能。因此，要制備生物相容性和力學(xué)相容性好、有生物活性的骨修復(fù)或骨替代材料，需要從分子水平設(shè)計進行仿生設(shè)計，模仿天然骨的結(jié)構(gòu)和功能。柞蠶絲是我國特有的野蠶絲，其絲素含量超過80%，是相當(dāng)純的天然蛋白纖維。柞蠶絲素的氨基酸組成和天然人骨中的膠原蛋白相似，富含極性氨基酸和Arg-Gly-Asp(精氨酸-甘氨酸-天門冬氨酸，RGD)三肽序列，柞蠶絲素?zé)o毒、無刺激作用、具有良好的生物相容性和生物降解性，特別有利于細胞的粘附和增值，能夠促進類成骨細胞的礦質(zhì)化，但是因為天然柞蠶絲素的溶解困難，因而其在生物醫(yī)用材料的運用上受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料的制備方法。制備由納米羥基磷灰石和柞蠶絲素自組裝而成的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子，利用等靜壓技術(shù)使它和殼聚糖復(fù)合層壓復(fù)合得到多孔骨仿生材料。這種骨仿生材料不僅在成分上模擬了天然骨，而且實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上對天然骨的仿生，具有足夠的力學(xué)性能、良好的骨誘導(dǎo)性能以及良好的生物相容性和生物降解性。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料，它由羥基磷灰石、 柞蠶絲素和殼聚糖組成，其質(zhì)量比為1:0. 1-0.5:0. 1-0. 5，這種納米骨仿生材料中含有 50-1200納米的相互連通的微孔，孔隙率為40%-80%。所述的殼聚糖分子量大于5000，脫乙酰度大于或等于90%，所述的柞蠶絲素蛋白分子的特性粘度[II]大于或等于0. 50。制備這種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料的方法，其特征在于采用如下步驟
3(1)柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為0. 1-5%的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比 1 35，用熱水沖洗3次，然后再40-10(TC下烘干、剪碎。(2)將步驟(1)中所得的柞蠶絲纖維在40-100°C條件下放入3-20mol/L的LiSCN 溶液中高速攪拌溶解30-240分鐘，浴比1:35。過濾得到柞蠶絲素溶解液。(3)將步驟(2)中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每2-4小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為0. 5-2%的柞蠶絲素溶液。(4)將CaO溶于蒸餾水中得到0. 01-0. 07g/mL的Ca(OH)2懸濁液。將Ca(OH)2懸濁液和85 wt% H3PO 4溶液按1. 67的鈣磷摩爾比在強力攪拌下同時滴入步驟(3)所得的柞蠶絲素溶液中，每克柞蠶絲素滴加0. 02-0. IOmol的鈣離子，控制反應(yīng)溫度為30-90°C，利用氨水控制溶液的PH值為7. 0-11.0。滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌30-250分鐘得到羥基磷灰石/ 柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液。(5)將步驟(4)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置40-50 小時后除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥， 隨后研磨制得羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子。(6)殼聚糖溶于1. 0-6. 0wt%的乙酸溶液中得到1-15 wt%的殼聚糖濃溶液。將步驟(5)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末(作為致孔劑)按照質(zhì)量比 1 1-5充分混合后，加入殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻。(7)步驟(6)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在I-IOMPa的低壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在100-400MPa壓力下等靜壓成型。將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩6_1池去除玉米朊。60-120°C烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料，其中羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為1:0. 1-0. 5:0. 1-0. 5。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子的長度為 120nm 160nm、直徑為30nm 40nm，由羥基磷灰石和柞蠶絲素蛋白分子自組裝而成，柞蠶絲素蛋白層和羥基磷灰石層交替排列形成重復(fù)的片層結(jié)構(gòu)。因而，含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料在成分和結(jié)構(gòu)上仿生天然骨，具有很好的生物相容性和生物活性；本發(fā)明中的另一種成分殼聚糖是一種天然的可生物降解多糖，具有無毒性、無刺激性、生物相容性好、細胞親和性好、生物可降解性好等優(yōu)良性能，利用其作為納米粒子的粘合劑，殼聚糖和納米粒子之間存在很強的作用力，使本發(fā)明的納米骨仿生材料具有較好的強度；利用具有優(yōu)良的成形性的殼聚糖進行粘合，結(jié)合等靜壓技術(shù)，采用不同形狀的金屬模具，可以容易的獲得所需的形狀和大??；另外，控制致孔劑的大小和含量，可以形成一定結(jié)構(gòu)和含量的孔隙，充分滿足骨移植過程中組織工程支架的需要。本發(fā)明得到的含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料具有大量互相連通的納米尺度的微孔，并且具有較高的孔隙率；構(gòu)成骨仿生材料的成分均具有良好的生物相容性，而且在結(jié)構(gòu)上也仿生骨的結(jié)構(gòu)；其中的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子在納米級，并且與殼聚糖形成較強的結(jié)合力。本發(fā)明的骨仿生材料具有很好的力學(xué)性能、良好的成形性和合理的孔隙率，可以作為植入型的可降解骨修復(fù)材料。


圖1為含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料橫截面結(jié)構(gòu)的SEM照片。
具體實施例方式實施例1
(1)柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為1%的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比1 35， 用熱水沖洗3次，然后在60°C下烘干、剪碎；
(2)將步驟(1)中所得的柞蠶絲纖維在70°C下放入10mol/L的LiSCN溶液中高速攪拌溶解100分鐘，浴比1:35。過濾得到柞蠶絲素溶解液；
(3)將步驟(2)中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每3小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為1%的柞蠶絲素溶液；
(4)將CaO溶于蒸餾水中得到0.05g/mL的Ca(OH)2懸濁液。將1. 48L的Ca(OH)2懸濁液和192. 54g的85 wt% H3PO4溶液按1. 67的鈣磷摩爾比在強力攪拌下同時滴入2. 86kg的步驟(3)所得的柞蠶絲素溶液中，控制反應(yīng)溫度為70°C，利用氨水控制溶液的pH值為9.0。 滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌150分鐘，得到羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液；
(5)將步驟(4)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置48小時后除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥，隨后研磨制得120g羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子，其中羥基磷灰石組分100. 4g，包埋到納米復(fù)合粒子的實際柞蠶絲素組分為19. 6g ；
(6)殼聚糖溶于2.0wt%的乙酸溶液中得到4%的殼聚糖濃溶液。將步驟(5)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末(作為致孔劑)按照質(zhì)量比1:1充分混合后，加入490g殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻；
(7)步驟(6)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在3MPa的低壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在250MPa 壓力下等靜壓成型。將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩他去除玉米朊。80°C烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料，其中羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為 1:0. 195:0. 195。制備的骨仿生材料的力學(xué)性能、密度和孔隙率如表1所示，橫截面結(jié)構(gòu)的 SEM照片如圖1 (圖中放大倍數(shù)為1萬倍)所示，由圖1可以看出，本發(fā)明制備的骨仿生材料內(nèi)部分布著尺度在50-1200納米的互相連通的微孔。實施例2
(1)柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為0.5%的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比 1 35，用熱水沖洗3次，然后在70°C下烘干、剪碎；
(2)將步驟(1)中所得的柞蠶絲纖維在85°C下放入3mol/L的LiSCN溶液中高速攪拌溶解240分鐘，浴比1:35。過濾得到柞蠶絲素溶解液；
(3)將步驟(2)中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每2小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為0. 5%的柞蠶絲素溶液；
(4)將CaO溶于蒸餾水中得到0.06g/mL的Ca(OH)2懸濁液。將2. 467L的Ca(OH)2懸濁液和385. Ig的85 wt% H3PO 4溶液按1. 67的鈣磷摩爾比在強力攪拌下同時滴入IOkg步驟 (3)所得的柞蠶絲素溶液中，控制反應(yīng)溫度為80°C，利用氨水控制溶液的pH值為8. 0。滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌60分鐘，得到羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液；
(5)將步驟(4)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置40小時后
5除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥，隨后研磨制得M6g羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子，其中羥基磷灰石組分200. 8g，包埋到納米復(fù)合粒子的實際柞蠶絲素組分為45. 2g ；
(6)殼聚糖溶于4.0wt%的乙酸溶液中得到8%的殼聚糖濃溶液。將步驟(5)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末(作為致孔劑)按照質(zhì)量比1:2充分混合后，加入565g殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻；
(7)步驟(6)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在IMPa的低壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在350MPa 壓力下等靜壓成型。將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩1 去除玉米朊。80°C烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料，其中羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為 1:0. 225:0. 225。制備的骨仿生材料的力學(xué)性能、密度和孔隙率如表1所示。實施例3
(1)柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為饑的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比1 35， 用熱水沖洗3次，然后在50°C下烘干、剪碎；
(2)將步驟(1)中所得的柞蠶絲纖維在40°C下放入18mol/L的LiSCN溶液中高速攪拌溶解35分鐘，浴比1 35。過濾得到柞蠶絲素溶解液；
(3)將步驟(2)中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每2. 5小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為1. 5%的柞蠶絲素溶液；
(4)將CaO溶于蒸餾水中得到0.03g/mL的Ca (OH) 2懸濁液。將2. 467L的Ca (OH) 2懸濁液和192. 54g的85 wt% H3PO 4溶液按1. 67的鈣磷摩爾比在強力攪拌下同時滴入2. 667kg 步驟(3)所得的柞蠶絲素溶液中，控制反應(yīng)溫度為40°C，利用氨水控制溶液的pH值為10. 0。 滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌200分鐘得到羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液；
(5)將步驟(4)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置45小時后除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥，隨后研磨制得132. 4g羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子。其中羥基磷灰石組分100. 4g，包埋到納米復(fù)合粒子的實際柞蠶絲素組分為32g ；
(6)殼聚糖溶于5.0 wt%的乙酸溶液中得到12%的殼聚糖濃溶液。將步驟(5)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末(作為致孔劑)按照質(zhì)量比1 3. 5充分混合后，加入沈6. 7g殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻；
(7)步驟(6)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在5MPa的低壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在150MPa 壓力下等靜壓成型。將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩他去除玉米朊。80°C烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料，其中羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為 1:0. 319:0. 319。制備的骨仿生材料的力學(xué)性能、密度和孔隙率如表1所示。實施例4
(1)柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為3%的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比 1 35，用熱水沖洗3次，然后在90°C下烘干、剪碎；
(2)將步驟(1)中所得的柞蠶絲纖維在60°C下放入6.0 mol/L的LiSCN溶液中高速攪拌溶解78分鐘，浴比1 35。過濾得到柞蠶絲素溶解液；
(3)將步驟(2)中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每3小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為1.8%的柞蠶絲素溶液；
(4)將CaO溶于蒸餾水中得到0.025g/mL的Ca(OH)2懸濁液。將5. 92L的Ca(OH)2懸濁液和385. Ig的85 wt% H3PO 4溶液按1. 67的鈣磷摩爾比在強力攪拌下同時滴入5. Okg 步驟(3)所得的柞蠶絲素溶液中，控制反應(yīng)溫度為90°C，利用氨水控制溶液的pH值為9. 5。 滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌220分鐘得到羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液；
(5)將步驟(4)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置42小時后除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥，隨后研磨制得275. 2g羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子。其中羥基磷灰石組分200. Sg,包埋到納米復(fù)合粒子的實際柞蠶絲素組分為74. 4g ；
(6)殼聚糖溶于3.2 wt%的乙酸溶液中得到7%的殼聚糖濃溶液。將步驟(5)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末(作為致孔劑)按照質(zhì)量比1:4充分混合后，加入1062. Sg殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻；
(7)步驟(6)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在9MPa的低壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在^OMPa 壓力下等靜壓成型。將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩IOh去除玉米朊。110°C烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料，其中羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為 1:0. 37:0. 37。制備的骨仿生材料的力學(xué)性能、密度和孔隙率如表1所示。實施例5
(1)柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為4.5%的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比 1 35，用熱水沖洗3次，然后在78°C下烘干、剪碎；
(2)將步驟(1)中所得的柞蠶絲纖維在80°C下放入4.5 mol/L的LiSCN溶液中高速攪拌溶解130分鐘，浴比1:35。過濾得到柞蠶絲素溶解液；
(3)將步驟(2)中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每2小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為0. 9%的柞蠶絲素溶液；
(4)將CaO溶于蒸餾水中得到0.052g/mL的Ca(OH)2懸濁液。將1. 423L的Ca(OH)2懸濁液和192. 54g的85 wt% H3PO 4溶液按1. 67的鈣磷摩爾比在強力攪拌下同時滴入2. 22 步驟(3)所得的柞蠶絲素溶液中，控制反應(yīng)溫度為75°C，利用氨水控制溶液的pH值為8. 2。 滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌145分鐘得到羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液；
(5)將步驟(4)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置40小時后除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥，隨后研磨制得115. Ig羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子。其中羥基磷灰石組分100. 4g，包埋到納米復(fù)合粒子的實際柞蠶絲素組分為14. 7g ；
(6)殼聚糖溶于5.5 wt%的乙酸溶液中得到10%的殼聚糖濃溶液。將步驟(5)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末(作為致孔劑)按照質(zhì)量比1 3. 2充分混合后，加入147g殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻；
(7)步驟(6)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在9.5MPa的低壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在 320MI^壓力下等靜壓成型。將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩1 去除玉米朊。100°C 烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料，其中羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為1:0. 146:0. 146。制備的骨仿生材料的力學(xué)性能、密度和孔隙率如表1所示。實施例6
7(1)柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為0.4%的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比 1 35，用熱水沖洗3次，然后在65°C下烘干、剪碎；
(2)將步驟(1)中所得的柞蠶絲纖維在56°C下放入17.5 mol/L的LiSCN溶液中高速攪拌溶解陽分鐘，浴比1 35。過濾得到柞蠶絲素溶解液；
(3)將步驟(2)中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每2. 5小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為1. 2%的柞蠶絲素溶液；
(4)將CaO溶于蒸餾水中得到0.042g/mL的Ca(OH)2懸濁液。將3. 524L的Ca(OH)2懸濁液和385. Ig的85 wt% H3PO 4溶液按1. 67的鈣磷摩爾比在強力攪拌下同時滴入3. 75kg 步驟(3)所得的柞蠶絲素溶液中，控制反應(yīng)溫度為80°C，利用氨水控制溶液的pH值為10. 2。 滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌120分鐘得到羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液；
(5)將步驟(4)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置45小時后除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥，隨后研磨制得239. 5g羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子。其中羥基磷灰石組分200. Sg,包埋到納米復(fù)合粒子的實際柞蠶絲素組分為38. 7g ；
(6)殼聚糖溶于2.5 wt%的乙酸溶液中得到3. 5%的殼聚糖濃溶液。將步驟(5)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末(作為致孔劑)按照質(zhì)量比1:1.2充分混合后，加入1105. 7g殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻；
(7)步驟(6)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在3.5MPa的低壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在 210MI^壓力下等靜壓成型。將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩幾去除玉米朊。110°C烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料，其中羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為1:0. 193:0. 193。制備的骨仿生材料的力學(xué)性能、密度和孔隙率如表1所示。 表1含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料的力學(xué)性能
樣品'+:'壓縮強度壓縮屈服強壓縮模重穹曲強孔隙率密度一(MPa)度(MPa) ρ(GPa)度(MPak WvVW.(%) ρ(g/cm3) +實施例1-28.91-·20.65^15+'17.85—.·41 .·0.78.:'實施例2‘+19.45"14.57。11-10.9 ·58'--·0.59,·實施例8.14-·7‘'6.52-70 .·0.43.:'實施例4*:10.57-7.85+'6.7+、05—0.39^·實施例5+.12.55*>9.68^·8.5^·7愈65 :·0.49*'實施例26.20,-'1S.92"14.3"15.63*'48'--·0.72'··
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權(quán)利要求
1.一種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料，其特征在于它由羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖組成，所述羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為1:0. 1-0. 5:0. 1-0. 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料，其特征在于它含有 50-1200納米的相互連通的微孔，孔隙率為40%-80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料，其特征在于所述的殼聚糖分子量大于5000，脫乙酰度大于90%，所述的柞蠶絲素的蛋白分子特性粘度[η]大于0. 50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料，其特征在于羥基磷灰石和柞蠶絲素自組裝形成羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子。
5.一種如權(quán)利要求1所述的含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料的制備方法，其特征在于按以下步驟進行(1)制備質(zhì)量百分濃度為0.5-2%的柞蠶絲素溶液；(2)制備0.01-0. 07g/mL的Ca (OH) 2懸濁液和質(zhì)量百分濃度為85 %的H3PO4溶液，按鈣與磷的物質(zhì)的量之比為1.67:1的比例，將Ca(OH)2懸濁液和H3PO 4溶液在攪拌下同時滴入步驟(1)制備的柞蠶絲素溶液中，每克柞蠶絲素滴加0. 02-0. IOmol的鈣離子，反應(yīng)溫度為 30-90°C，利用氨水控制溶液的pH值為7. 0-11.0，滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌30-250分鐘得到羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液；(3)將步驟(2)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子懸濁液室溫靜置40-50小時后除去上層清液，離心分離出沉淀物，蒸餾水洗滌三次后，放入冷凍干燥機冷凍干燥，然后研磨制得羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子；(4)將殼聚糖溶于質(zhì)量百分濃度為1.0-6. 0%的乙酸溶液中，制備質(zhì)量百分濃度為1-15 %的殼聚糖濃溶液，然后將步驟(3)所得的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子和玉米朊粉末按照質(zhì)量比1:1-5充分混合后，加入殼聚糖濃溶液充分調(diào)和均勻；(5)步驟(4)中調(diào)和均勻的產(chǎn)物在I-IOMPa的壓力下預(yù)成型，冷凍干燥后接著在 100-400MI^壓力下等靜壓成型，將成型后的材料置于乙醇中超聲振蕩6-1 去除玉米朊， 在60-120°C烘干得到含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中質(zhì)量百分濃度為0. 5-2%的柞蠶絲素溶液的制備方法如下①柞蠶繭在煮沸條件下放進重量百分濃度為0.1-5%的Na2CO3溶液中脫膠3次，浴比 1 35，用熱水沖洗3次，然后在40-10(TC下烘干、剪碎；②將步驟①中所得的柞蠶絲纖維在40-100°C條件下放入3-20mol/L的LiSCN溶液中高速攪拌溶解30-240分鐘，浴比1:35，過濾得到柞蠶絲素溶解液；③將步驟②中所得的柞蠶絲素溶解液裝入透析袋，先置于清水中透析2天，再置于蒸餾水中透析1天，每2-4小時換一次水，透析后得到重量百分濃度為0. 5-2%的柞蠶絲素溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有柞蠶絲素的納米骨仿生材料，它由羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖組成，所述羥基磷灰石、柞蠶絲素和殼聚糖的質(zhì)量比為1∶0.1-0.5∶0.1-0.5。本發(fā)明得到的含有柞蠶絲素的多孔納米骨仿生材料具有大量互相連通的納米尺度的微孔，并且具有較高的孔隙率；構(gòu)成骨仿生材料的成分均具有良好的生物相容性，而且在結(jié)構(gòu)上也仿生骨的結(jié)構(gòu)；其中的羥基磷灰石/柞蠶絲素納米復(fù)合粒子在納米級，并且與殼聚糖形成較強的結(jié)合力。本發(fā)明的骨仿生材料具有很好的力學(xué)性能、良好的成形性和合理的孔隙率，可以作為植入型的可降解骨修復(fù)材料。
文檔編號A61L27/22GK102188753SQ20111011941
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者何建新, 崔世忠, 王東偉 申請人:中原工學(xué)院