[发明专利]一种复合骨修复材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工骨修复材料技术领域，具体涉及一种纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-白芨胶构成的骨修复材料的制备方法。

背景技术

骨缺损修复是国内外临床医学和生物材料领域长期以来的一个重要的研究课题。迄今为止临床上对创伤、感染和肿瘤切除后所造成的大范围骨缺损的修复问题仍未得到有效的解决。自体骨由于来源有限，同时会给患者带来痛苦，其他骨修复材料，如异体骨，或异种骨容易导致免疫问题和疾病传染。而人工骨修复材料由于和自然骨高度精密的矿化结构差异较大，也还存在很多问题。作为人工骨修复材料，从成分和结构方面进行仿生是目前和今后发展的主要方向。

胶原蛋白或称胶原是由动物细胞合成的一种生物性高分子，广泛存在于动物骨、腿、软骨和皮肤及其它结缔组织中，胶原具有良好的生物学特性，可作为组织的支持物，对细胞、组织乃至器官行使正常功能并对外伤修复有重大影响。大量的研究结果表明，胶原的性能可以满足用于作为表皮细胞、成纤维细胞、角膜细胞、软骨细胞及骨细胞的培养基质。在组织修复中，胶原可参与组织愈合过程并能引导、促进细胞生长；具有显著引导/诱导组织再生的作用，使创面实现功能性、再生性的愈合，可广泛应用于软、硬组织损伤的修复，如口腔科、骨科、整形外科、五官科、神经外科及肌腿断裂和脏器穿孔等的治疗。单一的胶原，从强度和降解速度上都难以满足组织工程细胞培养的需要，将胶原和其它生物材料复合，是改善其性能的途径之一。

羟基磷灰石(Hydroxyapatite，简称HA)是脊椎动物骨骼及牙齿中的主要无机成分，在骨质中，羟基磷灰石大约占60%。人工合成的羟基磷灰石具有与人体骨组织相似的无机成分，含有人体组织所必需的钙和磷元素，植入体内后，在体液的作用下，钙和磷会游离出材料表面，被机体组织所吸收，并能与人体骨骼组织形成化学键结合，生长出新的组织。因此，羟基磷灰石陶瓷是目前公认的具有良好的生物相容性，并具有骨诱引导性，即生物活性。但人工合成的羟基磷灰石通常以粉末状存在，在应用中由于其缺乏粘连性，操作不便，成型不佳，材料植入后常发生移位和漏出，使其应用受到一定限制。

而目前的骨修复材料多为满足一定性能要求的纳米羟基磷灰石/胶原复合材料，但是羟基磷灰石粉末很容易团聚，实际上很难均匀分散并且和胶原基体之间无法形成有效键合，陶瓷颗粒只能松散的分布于胶原框架内，并不能有效地实现纳米羟基磷灰石与胶原的仿生构建，从而限制其功能及在生物医学领域的应用。

白芨作为收敛、止血药应用由来已久，且止血效果确切可靠，其作用机理与其所含的大量的白芨胶有关。白芨质地黏腻，含有胶质，它能改善局部血液循环，促进上皮细胞修复，能止血、敛疮、润肤和生肌。白芨提取物还被实验证明具有缩短凝血时间、抑制肌体对纤维素的溶解作用，可迅速形成人工血栓，不仅外伤止血常用，对内脏出血也有较好的效果。白芨有明显的促进角质形成细胞作用，这种促游走作用对治疗皮肤创伤、止血和早期愈合有重要影响，进一步说明了白芨胶直接参与了受损组织或细胞的修复和代谢过程。

单纯的胶原或白芨胶载体从强度和降解速度上都难以满足组织工程细胞培养的需要，而将胶原和白芨胶复合后，增加了载体机械强度。另外，胶原中加入白芨胶可延迟开始降解的时间，将有利于细胞和新生组织的长入。若将胶原、白芨胶与轻基磷灰石复合制备复合材料，既有天然高分子材料的良好生物相容性和生物可降解性，又有良好的力学性能，材料的性能将得到很大的改善。

目前，国内使用的胶原蛋白主要来自猪和牛的皮肤和跟腱，但牛、猪等哺乳动物为主要来源的胶原蛋白产品存在原料来源有限、生产成品高以及疯牛病、口蹄疫等病源传播的潜在危险等诸多问题。因此，迫切需要寻求质量和安全性更好的胶原蛋白来源。我国每年鱼鳞鱼皮等水产品废弃物约有40多万吨，这些水产品废弃物均含有丰富的胶原蛋白(如皮、骨、鳞等)，鱼鳞中主要成分为胶原蛋白和羟基磷灰石，其中胶原蛋白约占20-40％，羟基磷灰石约占30％。目前鱼鳞胶原蛋白的制备方法很多，包括酸法、碱法、酶法、盐法、热水法等等，但这些传统方法均存在制备时间长、工艺复杂等缺点。鱼源胶原蛋白的变性温度在30℃左右，提取温度过高导致胶原蛋白失去了生物活性，胶原蛋白内部结构发生改变、功能下降，从而难以达到预期效果。

发明内容

本发明的目的是提供了一种具有生物相容性好、综合性能优良和良好的强度和韧性等优点的纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-白芨胶构成的骨修复材料的制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：