本發(fā)明涉及一種生物材料，尤其涉及一種貝殼羥基磷灰石人工骨修復(fù)材料的制備方法。

背景技術(shù)：

事故或疾病所造成的骨缺損是臨床常見的病例，目前常用的修復(fù)材料有自體骨、異體骨以及人工骨合成材料，這些材料均在一定程度上存在不足，不能完全滿足臨床的需要。天然骨本身是納米羥基磷灰石和膠原的復(fù)合材料，因此納米羥基磷灰石就成了最重要的骨修復(fù)和替代材料。用納米羥基磷灰石所制造的人工骨材料植入人體后能通過正常的新陳代謝途徑置換Ca、P，可通過羥基形成的氫鍵與人體組織達(dá)到完美的親和，生物相容性極好，無免疫排異現(xiàn)象，是一種生物性能優(yōu)越的人工骨材料，被廣泛應(yīng)用于臨床。然而，納米羥基磷灰石屬于生物陶瓷材料，不可避免的存在一些性能缺陷，如脆性，抗彎曲強(qiáng)度較低，不能用于負(fù)重部位骨缺損的修復(fù)，并且煅燒后結(jié)晶度比較高，很難為機(jī)體降解和吸收。

目前，采用珊瑚、烏賊骨、海膽等生物材料為原料成功制備羥基磷灰石均見有報(bào)道。然而，隨海洋污染日益嚴(yán)重，此類材料資源有限，獲取成本高，難以滿足臨床需求，開發(fā)一種以廢棄海洋資源為原料制備多孔羥基磷灰石支架的技術(shù)，具有極高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保意義，符合低碳發(fā)展戰(zhàn)略。

普魯蘭多糖(Pullulan，簡稱Pu , 中文亦譯為茁霉多糖或短梗霉多糖，是出芽短梗霉發(fā)酵產(chǎn)生的胞外多糖。普魯蘭是一種線性狀直鏈分子，即以α-(1→6) 糖苷鍵連接的聚麥芽三糖，三個(gè)葡萄糖以兩個(gè)α-(1→4)糖苷鍵連接形成麥芽三糖，兩端再以α-(1→6) 糖苷鍵與另外兩個(gè)麥芽三糖結(jié)合形成的高分子，α-(1→4)糖苷鍵與α--(1→6) 糖苷鍵的比例為2:1，聚合度為100~5000，分子量為4萬~200萬。這種獨(dú)特的連接模式被認(rèn)為是Pu柔韌性和溶解性的表現(xiàn)。其產(chǎn)生的獨(dú)特成膜性和纖維形成特性是其它多糖不具有的。Pu多糖是無色、無味的白色粉末，溶于水時(shí)散發(fā)出微微的甜味。它含有豐富的羥基， 極易溶于水，水溶液呈中性，不溶于油脂、醇類、丙酮、醚和氯仿等有機(jī)溶劑；可與水溶性高分子如羧甲基纖維素、海藻酸鈉和淀粉等互溶。其獨(dú)特和優(yōu)良的理化性能，使其在醫(yī)藥、食品、日用化工、建材、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

因此，本發(fā)明利用海洋廢棄貝殼資源，以普魯蘭為有機(jī)模板調(diào)節(jié)劑來制備羥基磷灰石，并進(jìn)一步復(fù)合膠原以及殼聚糖物質(zhì)合成了一種生物相容性好、機(jī)械強(qiáng)度高的人工骨修復(fù)材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種貝殼羥基磷灰石人工骨的制備方法，其通過貝殼粉為原料之一合成粒徑60-100nm的針狀羥基磷灰石，再經(jīng)過復(fù)合膠原等物質(zhì)制得有大量相互貫通的微孔結(jié)構(gòu)，適合細(xì)胞生長與組織修復(fù)的人工骨修復(fù)材料。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案：

一種貝殼羥基磷灰石人工骨修復(fù)材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）分別將貝殼粉體、磷酸氫二銨粉體平鋪在容器A、容器B底部；

（2）將容器B放入容器A中，然后沿著容器A和容器B的內(nèi)壁緩緩加入經(jīng)過氨水預(yù)調(diào)的pH=10的普魯蘭水溶液，溶液漫過容器B，用保鮮膜封口，在常溫下靜置14天，將所得的沉淀物分別用二次蒸餾水和無水乙醇清洗3~4次，抽濾，將洗滌產(chǎn)物置于50°C烘箱隔夜，得到羥基磷灰石粉體；

（3）將殼聚糖和膠原蛋白溶解于體積分?jǐn)?shù)為1～2% 的乙酸溶液中；

（4）將步驟（2）得到的羥基磷灰石與步驟（3）溶液、納米纖維素采用高速分散機(jī)充分混合均勻；

（5）將步驟（4）產(chǎn)物冷凍干燥至完全脫水，再將冷凍干燥后的樣品置于0.5～1.5mol/L 堿溶液中浸泡8～15h，再用去離子水反復(fù)浸洗至中性，將得到的材料浸入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)劑為體積分?jǐn)?shù)0.2-0.3%戊二醛，交聯(lián)時(shí)間為12-24h；

（6）將交聯(lián)產(chǎn)物置于真空干燥箱中干燥，得到所述的人工骨修復(fù)材料，環(huán)氧乙烷消毒，包裝。

其中貝殼粉與磷酸氫二銨粉體的鈣磷原子比為1.67；

其中普魯蘭水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3-0.7%；

其中羥基磷灰石、膠原蛋白、纖維素、殼聚糖按質(zhì)量比45-55:15-20:7-10:20-28混合。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明通過以普魯蘭為有機(jī)模板，以生物礦化法來合成針狀羥基磷灰石，針狀的羥基磷灰石長徑比高，其可以阻礙基體的錯(cuò)位運(yùn)動(dòng)，并能分散應(yīng)力，因此以其為填料，能增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能；

（2）本發(fā)明構(gòu)建一種新型膠原-殼聚糖-羥基磷灰石復(fù)合材料，其在體內(nèi)可以完全降解，具有三維孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)移植到人體中，可以使細(xì)胞在孔洞內(nèi)生長，以此和人體組織形成緊密的結(jié)合；

（3）本發(fā)明制備的人工骨修復(fù)材料的力學(xué)性能好、拉伸強(qiáng)度大、耐磨性能好、耐腐蝕性能高，并且易成型，生物相容性好。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中合成羥基磷灰石的TEM圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步公開而不是限制本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

一種貝殼羥基磷灰石人工骨修復(fù)材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）按照鈣磷原子比為1.67分別將貝殼粉體、磷酸氫二銨粉體平鋪在容器A、容器B底部；

（2）將容器B放入容器A中，然后沿著容器A和容器B的內(nèi)壁緩緩加入經(jīng)過氨水預(yù)調(diào)的pH=10的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%普魯蘭水溶液，溶液漫過容器B，用保鮮膜封口，在常溫下靜置14天，將所得的沉淀物分別用二次蒸餾水和無水乙醇清洗4次，抽濾，將洗滌產(chǎn)物置于50°C烘箱隔夜，得到羥基磷灰石粉體；

（3）將殼聚糖和膠原蛋白溶解于體積分?jǐn)?shù)為1%的乙酸溶液中；

（4）將步驟（2）得到的羥基磷灰石與步驟（3）溶液、納米纖維素采用高速分散機(jī)充分混合均勻；

（5）將步驟（4）產(chǎn)物冷凍干燥至完全脫水，再將冷凍干燥后的樣品置于0.5mol/L 堿溶液中浸泡8h，再用去離子水反復(fù)浸洗至中性，將得到的材料浸入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)劑為體積分?jǐn)?shù)0.2%戊二醛，交聯(lián)時(shí)間為12h；

（6）將交聯(lián)產(chǎn)物置于真空干燥箱中干燥，得到所述的人工骨修復(fù)材料，包裝，γ-射線消毒。

其中羥基磷灰石、膠原蛋白、纖維素、殼聚糖按質(zhì)量比45:20:7:28混合。

圖1中a圖和b圖均為制備得到的羥基磷灰石的透射電鏡圖，從圖中可知制備得到的羥基磷灰石為針狀。

實(shí)施例2

一種貝殼羥基磷灰石人工骨修復(fù)材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）按照鈣磷原子比為1.67分別將貝殼粉體、磷酸氫二銨粉體平鋪在容器A、容器B底部；

（2）將容器B放入容器A中，然后沿著容器A和容器B的內(nèi)壁緩緩加入經(jīng)過氨水預(yù)調(diào)的pH=10的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%普魯蘭水溶液，溶液漫過容器B，用保鮮膜封口，在常溫下靜置14天，將所得的沉淀物分別用二次蒸餾水和無水乙醇清洗4次，抽濾，將洗滌產(chǎn)物置于50°C烘箱隔夜，得到羥基磷灰石粉體；

（3）將殼聚糖和膠原蛋白溶解于體積分?jǐn)?shù)為1%的乙酸溶液中；

（4）將步驟（2）得到的羥基磷灰石與步驟（3）溶液、納米纖維素采用高速分散機(jī)充分混合均勻；

（5）將步驟（4）產(chǎn)物冷凍干燥至完全脫水，再將冷凍干燥后的樣品置于0.5mol/L 堿溶液中浸泡10h，再用去離子水反復(fù)浸洗至中性，將得到的材料浸入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)劑為體積分?jǐn)?shù)0.2%戊二醛，交聯(lián)時(shí)間為16h；

（6）將交聯(lián)產(chǎn)物置于真空干燥箱中干燥，得到所述的人工骨材料，包裝，γ-射線消毒。

其中羥基磷灰石、膠原蛋白、纖維素、殼聚糖按質(zhì)量比48:20:8:24混合。

實(shí)施例3

一種貝殼羥基磷灰石人工骨修復(fù)材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）按照鈣磷原子比為1.67分別將貝殼粉體、磷酸氫二銨粉體平鋪在容器A、容器B底部；

（2）將容器B放入容器A中，然后沿著容器A和容器B的內(nèi)壁緩緩加入經(jīng)過氨水預(yù)調(diào)的pH=10的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.7%普魯蘭水溶液，溶液漫過容器B，用保鮮膜封口，在常溫下靜置14天，將所得的沉淀物分別用二次蒸餾水和無水乙醇清洗4次，抽濾，將洗滌產(chǎn)物置于50°C烘箱隔夜，得到羥基磷灰石粉體；

（3）將殼聚糖和膠原蛋白溶解于體積分?jǐn)?shù)為2%的乙酸溶液中；

（4）將步驟（2）得到的羥基磷灰石與步驟（3）溶液、納米纖維素采用高速分散機(jī)充分混合均勻；

（5）將步驟（4）產(chǎn)物冷凍干燥至完全脫水，再將冷凍干燥后的樣品置于0.5mol/L 堿溶液中浸泡8h，再用去離子水反復(fù)浸洗至中性，將得到的材料浸入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)劑為體積分?jǐn)?shù)0.2%戊二醛，交聯(lián)時(shí)間為18h；

（6）將交聯(lián)產(chǎn)物置于真空干燥箱中干燥，得到所述的人工骨材料，γ-射線消毒。

其中羥基磷灰石、膠原蛋白、纖維素、殼聚糖按質(zhì)量比55:15:10:20混合。

本發(fā)明的人工骨修復(fù)復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度表：

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。