一種膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無機(jī)非金屬材料和生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的人工骨修復(fù)材料的制備技術(shù)，具體涉及一種膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料及其制備方法。本發(fā)明以膠原纖維為基體，結(jié)合非織造針刺工藝和生物仿生礦化法相結(jié)合，在該膠原纖維多孔支架表面原位均勻沉積桿狀或麥穗狀結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石，本發(fā)明制備的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)，孔徑為20-500μm，孔隙率在10～95％，膠原纖維與羥基磷灰石的界面結(jié)合力強(qiáng)，同時具有膠原纖維的韌性和羥基磷灰石的強(qiáng)度，力學(xué)性能優(yōu)異。該支架材料的組成成分及顯微結(jié)構(gòu)均與天然骨類似，更有利于人體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的分化和成骨。
【專利說明】一種膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機(jī)非金屬材料和生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的人工骨修復(fù)材料的制備技術(shù)，具體涉及一種膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]交通事故、創(chuàng)傷、手術(shù)切除等引起的大段骨缺損是目前國內(nèi)外臨床醫(yī)學(xué)中最常見、最棘手的問題之一。近年來，骨組織工程研究的發(fā)展為修復(fù)大段骨缺損提供了全新的思路和方法。在骨組織工程中，生物支架材料占據(jù)著非常重要的地位，它不僅起支撐作用，保持原有組織的形狀，而且還起著模板作用，為細(xì)胞提供賴以寄宿、生長、分化和增殖的場所，從而引導(dǎo)受損組織的再生和控制再生組織的結(jié)構(gòu)。因此，構(gòu)建理想的多功能性生物支架材料是目前骨組織工程研究中十分迫切的任務(wù)。
[0003]自然骨是由以磷灰石為主的無機(jī)相與膠原蛋白為主的有機(jī)相有序組合的復(fù)合材料，針狀的羥基磷灰石晶體有序分布在呈網(wǎng)狀排布的膠原纖維上，這種結(jié)構(gòu)使骨組織兼?zhèn)鋱怨毯晚g性。羥基磷灰石，化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)類似于人體骨骼中的磷灰石，具有良好的骨傳導(dǎo)性能和生物活性，能與人體骨組織形成牢固的骨性結(jié)合，促進(jìn)骨骼生長，被廣泛用作骨缺損的修復(fù)材料。膠原蛋白，細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，具有優(yōu)良的生物相容性、適宜的可降解性以及弱抗原性，可以促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的分化和成骨。從仿生角度出發(fā)，模擬天然骨的化學(xué)組成和顯微結(jié)構(gòu)，制備膠原蛋白與羥基磷灰石復(fù)合的多孔骨支架，在骨組織工程領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。
[0004]目前國內(nèi)外對膠原蛋白與羥基磷灰石復(fù)合的多孔骨支架的研究和報導(dǎo)也越來越多。陳玉云等(專利CN102532585A)以硫酸軟骨素、膠原蛋白、羥基磷灰石為原料，采用發(fā)泡法和冷凍干燥法制備出了具有三維多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合支架材料，且多孔支架孔隙可控，但是該方法將幾種單一的材料共混，界面結(jié)合力弱，力學(xué)性能較差；周長春等(專利CN103341206A)通過在磷酸鈣陶瓷中填充膠原蛋白模擬體液，采用低溫陳化模擬生物礦化法制備了三維多孔骨支架，支架材料孔徑達(dá)到400 μ m，但是該制備方法過程繁雜，且該復(fù)合支架為脆性材料，力學(xué)強(qiáng)度較差；張志琪等(專利CN102321270)以NaCl為作為致孔劑，制備一種絲素蛋白/羥基磷灰石/膠原蛋白復(fù)合多孔支架，雖然所制備的支架材料孔隙率高，吸水率和膨脹率適中，且制備工藝簡單，但是對于該材料力學(xué)性能的研究并沒有涉及到。
[0005]對于人工骨修復(fù)材料的制備技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)中也有采用殼聚糖纖維與生物活性玻璃三維復(fù)合的浸潰提拉工藝，但是涂層工藝不可控，而且生物活性玻璃的制備工藝有限，得到的生物玻璃粉末容易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致涂層不均勻且結(jié)合力弱，從而影響復(fù)合材料的生物相容性和力學(xué)性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料，該支架材料具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)，膠原纖維與羥基磷灰石的界面結(jié)合力強(qiáng)，同時具有膠原纖維的韌性和羥基磷灰石的強(qiáng)度，現(xiàn)實了與人體松質(zhì)骨相匹配的力學(xué)性能，而且具有優(yōu)良的生物相容性和生物活性。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是提供膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0009]一種膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料，其特征在于:該生物支架材料具有孔徑可調(diào)的膠原纖維三維連通大孔結(jié)構(gòu)，在該膠原纖維多孔支架表面原位沉積羥基磷灰石，桿狀或麥穗狀結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石均勻附著在膠原纖維多孔支架上。
[0010]所述三維連通大孔的孔徑為20-500 μ m,孔隙率在10?95%。
[0011]上述膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其步驟包括，
[0012](I)將50_150g/m2的膠原纖維混合開松后，梳理成纖網(wǎng)，取其中的2-5塊纖網(wǎng)平行鋪網(wǎng)，使得纖維呈縱向排列，用針刺法加固，剪成所需骨損傷修復(fù)材料相同的形狀，用無水乙醇和去離子水清洗，烘干，即得膠原纖維三維多孔支架；
[0013](2)按照鈣、磷比為0.5-5.0的比例，稱取鈣鹽和磷酸鹽溶于膠原蛋白醋酸溶液中，并將步驟(I)中所制得的膠原纖維三維多孔支架浸入其中，經(jīng)過超聲處理后緩慢提拉出來，干燥，得到富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架；
[0014](3)將步驟(2)中所得富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架置于堿溶液或含有磷酸根離子的堿溶液中，經(jīng)過生物礦化處理2h?7d后取出，干燥，即制得膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料。
[0015]所述步驟(I)中，針刺法加固時的針刺頻率為1000-1400刺/分鐘，針刺深度為3-5mm。
[0016]所述步驟(2)中，所述鈣鹽為可溶性鈣鹽，選自氯化鈣、硝酸鈣、氟化鈣中的一種；
所述磷酸鹽為可溶性磷酸鹽，選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨中的一種。
[0017]所述步驟(2)中，膠原蛋白醋酸溶液為將膠原蛋白溶于稀醋酸溶液中制得，該稀醋酸的體積百分比濃度為I?20%，膠原蛋白醋酸溶液中所含的膠原蛋白濃度為l-50g/L。
[0018]所述步驟(2)，將膠原纖維三維多孔支架浸潰到膠原蛋白醋酸溶液中2-20分鐘，然后以0.5-5mm/s的速度向上提拉，在25_80°C條件下干燥12_48h。
[0019]所述步驟(3)中，堿溶液為可溶性堿溶于去離子水中制得，可溶性堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的一種，濃度為1-1Owt%。
[0020]所述步驟(3)中，磷酸根離子來自可溶性磷酸鹽，選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨中的一種，該堿溶液中的磷酸根離子濃度為0.01?0.5mol/L。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0022](I)本發(fā)明采用膠原纖維和羥基磷灰石作為骨支架的主要成分，兩種材料均具有優(yōu)良的生物相容性，其中膠原纖維作為細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，具有促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用，通過生物礦化法構(gòu)建出具有特定取向結(jié)構(gòu)的膠原纖維非織造基羥基磷灰石三維多孔骨支架，其組成成分及顯微結(jié)構(gòu)均與天然骨類似，更有利于人體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的分化和成骨。
[0023](2)本發(fā)明采用非織造針刺工藝構(gòu)建具有三維連，通多孔結(jié)構(gòu)的膠原纖維支架，并以此為機(jī)體可控生長均勻的羥基磷灰石，相互貫通的三維多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為20-500 μ m,孔隙率在10?95%，不僅有助于孔內(nèi)形成具有弗爾克曼管或哈弗氏管形態(tài)的骨組織，新生組織的長入還能同時增強(qiáng)支架材料的生物力學(xué)性能。
[0024](3)所述纖維支架和羥基磷灰石的結(jié)合力強(qiáng)，復(fù)合支架顯示出了更好的力學(xué)性能，機(jī)械強(qiáng)度明顯提高，具有較好的彈性模量、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。
[0025](4)本發(fā)明以膠原纖維為基體，結(jié)合非織造針刺工藝和生物仿生礦化法制備膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料，通過控制骨支架的化學(xué)組成、多孔結(jié)構(gòu)和表面形貌，可以實現(xiàn)在不影響材料的大孔結(jié)構(gòu)及生物學(xué)性能的條件下使支架材料的力學(xué)性能與人體骨所需力學(xué)強(qiáng)度相匹配。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為實施例中I中制備的膠原纖維三維多孔支架及膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的SEM圖像。
[0027]圖2為實施例中6中制備的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的SEM圖像。
[0028]圖3為實施例1?5制備的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的XRD圖
-1'TfeP曰。
[0029]圖4為實施例1?5制備的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的FTIR圖譜。
[0030]圖5為實施例1制備的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的孔徑分布曲線圖。
[0031]圖6為實施例1制備的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的力學(xué)性能曲線，包括壓縮性能、拉伸性能和彎曲性能曲線。
[0032]圖7為實施例中I中制備的膠原纖維三維多孔支架及膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料上人體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)生長的SEM圖像。

【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0034]實施例1
[0035](I)、采用針刺成型工藝制備膠原纖維三維多孔支架:
[0036]將100g/m2的膠原纖維混合開松后，梳理成纖網(wǎng)，取其中的3塊纖網(wǎng)平行鋪網(wǎng)，使得纖維呈縱向排列，用針刺法加固，針刺頻率為1200刺/分鐘，針刺深度為3mm，將膠原纖維三維多孔支架剪成所需骨損傷修復(fù)材料相同的形狀，邊長為2cm，厚度為3mm的正方形，支架的孔徑為20?200 μ m,用無水乙醇和去離子水清洗數(shù)次后，于40°C干燥箱中干燥，即得膠原纖維三維多孔支架。
[0037](2)、膠原纖維三維多孔支架表面富集鈣離子、磷酸根離子:
[0038]稱取2.0g膠原蛋白溶于10mL 4vt %醋酸溶液中，不斷攪拌使其完全溶解，再按鈣磷比為 1.67:1，稱取 2.3615g Ca (NO3) 2.4Η20 與 0.9342g NaH2PO4.2Η20 溶于其中;將(I)中所制得的膠原纖維三維多孔支架浸入上述溶液中，經(jīng)超聲分散處理5min，用鑷子將支架以lmm/s的速度緩慢提拉出來，置于40°C干燥箱中干燥:
[0039](3)采用生物礦化法在膠原纖維三維多孔支架表面沉積羥基磷灰石:
[0040]將步驟(2)中所得富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架置于5wt%NaOH溶液中，370C生物礦化處理Id后取出，用去離子水清洗至pH至中性，置于40°C干燥箱中干燥，即制得膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料。
[0041]對本實施例中制得的膠原纖維三維多孔支架及膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料進(jìn)行形貌表征，圖1(a)為膠原纖維三維多孔支架，可看出該支架具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)?？讖綖?0-500 μ m。圖1(b)、(c)、(d)為膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的形貌圖，羥基磷灰石均勻附著在膠原纖維多孔支架上，且沒有破壞膠原纖維的大孔結(jié)構(gòu)。從放大圖1(d)中可以看出羥基磷灰石先形成細(xì)小均勻的桿狀結(jié)構(gòu)，然后兩端慢慢形成麥穗狀，該羥基磷灰石的粒徑為200-300nm。
[0042]從圖4的XRD圖譜和圖5的FTIR圖譜證實了所形成的桿狀結(jié)構(gòu)為羥基磷灰石。
[0043]圖5為本實施例中的膠原纖維支架和膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的孔徑范圍都為20?200μπι，由圖5(a)可以看出，膠原纖維支架的孔徑主要分布在80?90 μ m，由圖5 (b)可以看出膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的孔徑主要分布在40?100 μ m，這一結(jié)果相比于膠原纖維支架有所減小，這主要是由于經(jīng)過生物礦化處理后在支架材料表面生長了一層致密的羥基磷灰石顆粒。
[0044]由圖6為本實施例中得到的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料，分成三個樣品進(jìn)行機(jī)械性能測試，測試數(shù)據(jù)如下:
[0045]壓縮強(qiáng)度6.12±0.35MPa、拉伸強(qiáng)度 3.75±0.61MPa、彎曲強(qiáng)度 3.71±0.18MPa、拉伸模量為106.61 ±12.0MPa，能很好的滿足人體松質(zhì)骨對支架材料的力學(xué)性能要求。
[0046]降解速率測試結(jié)果:膠原纖維非織造基羥基磷灰石支架材料到第四周的降解率為34.7%，隨著時間的延長，其降解速率加快，到第八周時的降解率達(dá)到95.2%。
[0047]圖7為實施例中I中制備的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料上人體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)生長的SEM圖像，可以看出，人體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)在多孔支架材料表面生長情況很好,說明材料具有很好的生物相容性。
[0048]實施例2
[0049](I)、采用針刺成型工藝制備膠原纖維三維多孔支架:
[0050]將120g/m2的膠原纖維混合開松后，梳理成纖網(wǎng)，取其中的2塊纖網(wǎng)平行鋪網(wǎng)，使得纖維呈縱向排列，用針刺法加固，針刺頻率為1000刺/分鐘，針刺深度為3mm，將膠原纖維三維多孔支架剪成所需骨損傷修復(fù)材料相同的形狀，邊長為2cm，厚度為3mm的正方形，支架的孔徑為40?200 μ m,用無水乙醇和去離子水清洗數(shù)次后，于30°C干燥箱中干燥，即得膠原纖維三維多孔支架。
[0051](2)、膠原纖維三維多孔支架表面富集鈣離子、磷酸根離子:
[0052]稱取4.0g膠原蛋白溶于10mL 4vt %醋酸溶液中，不斷攪拌使其完全溶解,再按鈣磷比為1.5:1，稱取1.1098g CaCl2與1.5212g K2HPO4.3H20溶于其中；將(I)中所制得的膠原纖維三維多孔支架浸入上述溶液中，經(jīng)超聲分散處理5min，用鑷子將支架以3mm/s的速度緩慢提拉出來，置于40°C干燥箱中干燥。
[0053](3)采用生物礦化法在膠原纖維三維多孔支架表面沉積羥基磷灰石:
[0054]將步驟(2)中所得富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架置于5wt%NaOH溶液中，370C生物礦化處理2h后取出，用去離子水清洗至pH至中性，置于40°C干燥箱中干燥，即制得膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料。
[0055]本實施例中所得到的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)，膠原纖維三維多孔支架表面生長的羥基磷灰石比較少，且都為桿狀。由圖3的XRD圖譜和圖4的FTIR圖譜證實了所形成的桿狀結(jié)構(gòu)為羥基磷灰石。
[0056]實施例3
[0057](I)、采用針刺成型工藝制備膠原纖維三維多孔支架同實施例1。
[0058](2)、稱取4.0g膠原蛋白溶于10mL 4vt%醋酸溶液中，不斷攪拌使其完全溶解，再按鈣磷比為1.67:1，稱取1.1098g CaCl2與0.6888g NH4H2PO4溶于其中；將(I)中所制得的膠原纖維三維多孔支架浸入上述溶液中，經(jīng)超聲分散處理5min，用鑷子將支架以5mm/s的速度緩慢提拉出來，置于40°C干燥箱中干燥。
[0059](3)采用生物礦化法在膠原纖維三維多孔支架表面沉積羥基磷灰石:
[0060]將步驟(2)中所得富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架置于含有3.12g NaH2PO4.2H20的NaOH堿溶液中，NaOH的濃度為5wt %，37°C生物礦化處理6h后取出，用去離子水清洗至PH至中性，置于40°C干燥箱中干燥，即制得膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料。
[0061]本實施例中所得到的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)，膠原纖維三維多孔支架表面生長的羥基磷灰石較多且覆蓋比較均勻，顆粒為桿狀。由圖3的XRD圖譜和圖4的FTIR圖譜證實了所形成的桿狀結(jié)構(gòu)為羥基磷灰石。
[0062]實施例4
[0063](I)、采用針刺成型工藝制備膠原纖維三維多孔支架同實施例1。
[0064](2)、膠原纖維三維多孔支架表面富集鈣離子、磷酸根離子的過程同實施例1。
[0065](3)采用生物礦化法在膠原纖維三維多孔支架表面沉積羥基磷灰石:
[0066]將步驟(2)中所得富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架置于8wt%NaOH溶液中，37°C生物礦化處理12h后取出，用去離子水清洗至pH至中性，置于40°C干燥箱中干燥，即制得膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料。
[0067]本實施例中所得到的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)，膠原纖維三維多孔支架表面生長的羥基磷灰石較多且覆蓋比較均勻，顆粒為桿狀和麥穗狀。由圖3的XRD圖譜和圖4的FTIR圖譜證實了所形成的桿狀結(jié)構(gòu)為羥基磷灰
O
[0068]本實施例中得到的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的機(jī)械性能測試數(shù)據(jù):壓縮強(qiáng)度5.91MPa、拉伸強(qiáng)度2.77MPa、彎曲強(qiáng)度3.43MPa、拉伸模量為88.13MPa，能很好的滿足人體松質(zhì)骨對支架材料的力學(xué)性能要求。
[0069]實施例5
[0070](I)、采用針刺成型工藝制備膠原纖維三維多孔支架同實施例1。
[0071](2)、膠原纖維三維多孔支架表面富集鈣離子、磷酸根離子的過程同實施例1。
[0072](3)采用生物礦化法在膠原纖維三維多孔支架表面沉積羥基磷灰石:
[0073]將步驟(2)中所得富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架置于轉(zhuǎn)移至8wt % KOH溶液中，37°C生物礦化處理3d后取出，用去離子水清洗至pH至中性，置于40°C干燥箱中干燥，即制得膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料。
[0074]本實施例中所得到的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的三維連通大孔有部分孔道被堵住，支架表面生長的羥基磷灰石很多且覆蓋比較均勻，顆粒為麥穗狀。由圖3的XRD圖譜和圖4的FTIR圖譜證實了所形成的麥穗狀結(jié)構(gòu)為羥基磷灰石。
[0075]實施例6
[0076](I)、采用針刺成型工藝制備膠原纖維三維多孔支架同實施例1。
[0077](2)、膠原纖維三維多孔支架表面富集鈣離子、磷酸根離子:
[0078]稱取2.0g膠原蛋白溶于10mL 10vt%醋酸溶液中，不斷攪拌使其完全溶解，再按鈣磷比為 1:1，稱取 2.3615g Ca(NO3)2.4Η20 與 1.5601g NaH2PO4.2H20 溶于其中;將(I)中所制得的膠原纖維三維多孔支架浸入上述溶液中，經(jīng)超聲分散處理5min，用鑷子將支架以
0.5mm/s的速度緩慢提拉出來，置于40°C干燥箱中干燥
[0079](3)采用生物礦化法在膠原纖維三維多孔支架表面沉積羥基磷灰石同實施例1。
[0080]圖2為實施例6所得到的支架材料的掃描電鏡圖像(SEM)，由圖中可以看出膠原纖維三維多孔支架和膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料都具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)，膠原纖維三維多孔支架表面生長的羥基磷灰石較少，顆粒為桿狀，且覆蓋比較均勻。
[0081]實施例7
[0082](I)、采用針刺成型工藝制備膠原纖維三維多孔支架同實施例1。
[0083](2)、膠原纖維三維多孔支架表面富集鈣離子、磷酸根離子:
[0084]稱取2.0g膠原蛋白溶于10mL 8vt %醋酸溶液中，不斷攪拌使其完全溶解，再按鈣磷比為 2:1，稱取 2.3615g Ca(NO3)2.4Η20 與 0.7801g NaH2PO4.2H20 溶于其中;將(I)中所制得的膠原纖維三維多孔支架浸入上述溶液中，經(jīng)超聲分散處理5min，用鑷子將支架以2mm/s的速度緩慢提拉出來，置于40°C干燥箱中干燥。
[0085](3)采用生物礦化法在膠原纖維三維多孔支架表面沉積羥基磷灰石同實施例1。
[0086]本實施例中制備的膠原纖維三維多孔支架具有三維連通大孔結(jié)構(gòu)，但是膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料有小部分孔道被堵住，膠原纖維三維多孔支架表面生長的羥基磷灰石較多，顆粒為麥穗狀，且覆蓋均勻。
[0087]以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實施例所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料，其特征在于:該生物支架材料具有孔徑可調(diào)的膠原纖維三維連通大孔結(jié)構(gòu)，在該膠原纖維多孔支架表面原位沉積羥基磷灰石，桿狀或麥穗狀結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石均勻附著在膠原纖維多孔支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料，其特征在于:所述三維連通大孔的孔徑為20-500 11III，孔隙率在10?95%。
3.權(quán)利要求1所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其步驟包括， (1)將50-1508/?2的膠原纖維混合開松后，梳理成纖網(wǎng)，取其中的2-5塊纖網(wǎng)平行鋪網(wǎng)，使得纖維呈縱向排列，用針刺法加固，剪成所需骨損傷修復(fù)材料相同的形狀，用無水乙醇和去離子水清洗，烘干，即得膠原纖維三維多孔支架； (2)按照鈣、磷比為0.5-5.0的比例，稱取鈣鹽和磷酸鹽溶于膠原蛋白醋酸溶液中，并將步驟(1)中所制得的膠原纖維三維多孔支架浸入其中，經(jīng)過超聲處理后緩慢向上提拉，干燥，得到富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架； (3)將步驟(2)中所得富集鈣離子和磷酸根離子的膠原纖維三維多孔支架置于堿溶液或含有磷酸根離子的堿溶液中，經(jīng)過生物礦化處理2卜?7(1后取出，干燥，即制得膠原纖維非織造基輕基磷灰石生物支架材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，針刺法加固時的針刺頻率為1000-1400刺/分鐘，針刺深度為3—5臟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述鈣鹽為可溶性鈣鹽，選自氯化鈣、硝酸鈣、氟化鈣中的一種；所述磷酸鹽為可溶性磷酸鹽，選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，膠原蛋白醋酸溶液為將膠原蛋白溶于稀醋酸溶液中制得，該稀醋酸的體積百分比濃度為1?20%，膠原蛋白醋酸溶液中所含的膠原蛋白濃度為1-508/1。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2),將膠原纖維三維多孔支架浸潰到膠原蛋白醋酸溶液中2-20分鐘，然后以0.5-5111111/8的速度向上提拉，在25-801條件下干燥12-4811。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，堿溶液為可溶性堿溶于去離子水中制得，可溶性堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的一種，濃度為1-10被％。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠原纖維非織造基羥基磷灰石生物支架材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，磷酸根離子來自可溶性磷酸鹽，選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨中的一種，該堿溶液中的磷酸根離子濃度為0.01?0.511101/1。
【文檔編號】A61L27/56GK104353118SQ201410616053
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】柯勤飛, 郭亞平, 陽俊, 余錫賓, 李改 申請人:上海師范大學(xué)