專利名稱：原位復(fù)合制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原位復(fù)合制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
殼聚糖(Chitosan，CS)是一種天然的生物可降解多糖，其降解產(chǎn)物為具有弱堿性的氨基葡萄糖，對人體及組織無毒、無害。它除了具有優(yōu)異的生物相容性外，還具有天然的藥物活性、抗腫瘤活性、消炎作用，對受損生物體能誘生特殊細(xì)胞，加快創(chuàng)傷愈合。
羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為(Ca10(OH)2(PO4)6)，是人體自然骨的主要成分(含60～70％)，具有極好的生物活性和骨組織生長的引導(dǎo)性。已經(jīng)證明HA種植體能誘導(dǎo)周圍骨組織的生長，并與宿主骨形成牢固的化學(xué)結(jié)合。
把羥基磷灰石加入到殼聚糖基質(zhì)中可以提高殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料的骨結(jié)合能力，促進(jìn)骨缺損的修復(fù)；目前，制備殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料的方法主要有直接共混、冷凍干燥和凝固液中凝固。一般都是采用以羥基磷灰石為基體，約占60％～90％(重量)，而殼聚糖在該體系中主要是用作賦型劑、粘合劑。在羥基磷灰石顆粒中加入殼聚糖溶液，將羥基磷灰石顆粒調(diào)制成糊狀物或膏狀物，這樣羥基磷灰石就可以被任意塑型。但最終材料仍表現(xiàn)出生物陶瓷性能，即脆性大，彎曲強(qiáng)度低。而且以羥基磷灰石為基體的復(fù)合材料降解很慢，與骨折愈合的過程不匹配。這種方法制備的復(fù)合材料由于羥基磷灰石分散不均勻，羥基磷灰石與殼聚糖二者界面結(jié)合力弱，導(dǎo)致材料在外觀上不透明，呈現(xiàn)白色；在力學(xué)性能方面下降。因此如何保證羥基磷灰石在殼聚糖基質(zhì)中均勻分散和保證羥基磷灰石顆粒比較小的分散在殼聚糖的基質(zhì)中是目前制備這類材料的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供原位復(fù)合制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料的方法，該方法能保證羥基磷灰石均勻分散在殼聚糖基質(zhì)中。
本發(fā)明方法包括以下步驟1)按羥基磷灰石Ca10(OH)2(PO4)6化學(xué)式中鈣離子與磷離子的量分別選取適當(dāng)?shù)拟}鹽和磷酸鹽配制濃度為0.5Kg/L～4.0Kg/L的鈣離子溶液和濃度為0.35Kg/L～2.0Kg/L的磷離子溶液；2)各取50ml～400ml的鈣離子溶液和磷離子溶液在容器中混合均勻，加入一定量的乙酸，配制成乙酸濃度(按體積)為1～8％的溶液；3)將殼聚糖溶解在步驟2)所得溶液中，配制成殼聚糖含量(按重量)為2.5％～6％的殼聚糖溶液；4)取少量殼聚糖溶液注入模具中先形成一層內(nèi)膜，然后將殼聚糖溶液注入模具中，再將其放入濃度(按重量)為3～10％NaOH凝固液中并取下模具，2～5小時(shí)后將殼聚糖溶液凝膠棒放入蒸餾水中漂洗至中性，放入50～80℃烘箱內(nèi)烘干。
本發(fā)明中，所說的鈣鹽可以是氯化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣，磷酸鹽可以是磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀。
本發(fā)明提供了一種在常溫、常壓下(既在溫和條件下)制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料新方法。該方法可以保證羥基磷灰石顆粒以納米尺寸(20～100nm)均勻分散在殼聚糖基體中，用本發(fā)明方法制得的材料透明微黃，力學(xué)性能明顯提高，可以保持在骨修復(fù)過程中羥基磷灰石中鈣離子與磷離子持續(xù)、平穩(wěn)、緩慢地從殼聚糖基質(zhì)中釋放出來，避免了爆釋現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
本發(fā)明的原位復(fù)合制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料的方法包括以下步驟1)按羥基磷灰石Ca10(OH)2(PO4)6化學(xué)式中鈣離子與磷離子的量分別選取適當(dāng)?shù)拟}鹽和磷酸鹽配制濃度為1.6Kg/L的鈣離子溶液和濃度為0.8Kg/L的磷離子溶液；2)各取200ml的鈣離子溶液和磷離子溶液在容器中混合均勻，加入一定量的乙酸，配制成乙酸濃度(按體積)為2％的溶液；3)將殼聚糖溶解在步驟2)所得溶液中，配制成殼聚糖含量(按重量)為4％的殼聚糖溶液；4)取少量殼聚糖溶液注入模具中先形成一層內(nèi)膜，然后將殼聚糖溶液注入模具中，再將其放入濃度為5％NaOH凝固液中并取下模具，4小時(shí)后將殼聚糖溶液凝膠棒放入蒸餾水中漂洗至中性，放入70℃烘箱內(nèi)烘干。制得本發(fā)明的殼聚糖/羥基磷灰石納米材料，其色澤微黃透明，彎曲強(qiáng)度89±4MPa，彎曲模量3.5±0.1Gpa。
表1給出了幾種樣品的力學(xué)性能比較。表1

由表1可見，用原位復(fù)合方法制備材料的力學(xué)性能比共混的制備樣品的力學(xué)性能高，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然骨的力學(xué)性能。
權(quán)利要求
1.原位復(fù)合制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料的方法，其特征是包括以下步驟1)按羥基磷灰石Ca10(OH)2(PO4)6化學(xué)式中鈣離子與磷離子的量分別選取適當(dāng)?shù)拟}鹽和磷酸鹽配制濃度為0.5Kg/L～4.0Kg/L的鈣離子溶液和濃度為0.35Kg/L～2.0Kg/L的磷離子溶液；2)各取50ml～400ml的鈣離子溶液和磷離子溶液在容器中混合均勻，加入一定量的乙酸，配制成乙酸濃度(按體積)為1～8％的溶液；3)將殼聚糖溶解在步驟2)所得溶液中，配制成殼聚糖含量(按重量)為2.5％～6％的殼聚糖溶液；4)取少量殼聚糖溶液注入模具中先形成一層內(nèi)膜，然后將殼聚糖溶液注入模具中，再將其放入濃度(按重量)為3～10％NaOH凝固液中并取下模具，2～5小時(shí)后將殼聚糖溶液凝膠棒放入蒸餾水中漂洗至中性，放入50～80℃烘箱內(nèi)烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位復(fù)合制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料的方法，其特征是所說的鈣鹽為氯化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣，磷酸鹽是磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在常溫、常壓下(既在溫和條件下)制備殼聚糖/羥基磷灰石納米復(fù)合材料新方法。該方法包括先配制鈣離子和磷離子溶液,然后將鈣離子溶液和磷離子溶液均勻混合并加入乙酸配成溶液,再將殼聚糖溶解于該溶液中,將含殼聚糖的溶液注入模具成形、烘干。采用本發(fā)明方法可以保證羥基磷灰石顆粒以納米尺寸(20～100nm)均勻分散在殼聚糖基體中,用本發(fā)明方法制得的材料透明微黃,力學(xué)性能明顯提高,可以保持在骨修復(fù)過程中羥基磷灰石中鈣離子與磷離子持續(xù)、平穩(wěn)、緩慢地從殼聚糖基質(zhì)中釋放出來,避免了爆釋現(xiàn)象。
文檔編號C08K3/00GK1389503SQ0213603
公開日2003年1月8日 申請日期2002年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者胡巧玲, 李保強(qiáng), 沈家驄 申請人:浙江大學(xué)