[发明专利]一种羟基磷灰石涂层的胶原蛋白-氧化石墨烯仿生材料及其制备方法

说明书

一种羟基磷灰石涂层的胶原蛋白‑氧化石墨烯仿生材料，包括Ⅰ型胶原蛋白、氧化石墨烯及羟基磷灰石涂层，其中，Ⅰ型胶原蛋白的重量百分含量为22.5％‑30％，氧化石墨烯的重量百分含量为3％‑4％，HA的重量百分含量为66％‑74.5％；其制备步骤包括：(1)胶原蛋白‑氧化石墨烯材料的制备；(2)模拟体液制备；(3)模拟体液仿生矿化法进行胶原蛋白‑氧化石墨烯材料表面HA涂层；该材料HA涂层的厚度可控，机械性能强，生物相容性和骨传导性好，具有较好的骨修复效果。

技术领域

本发明属于医药领域，涉及骨缺损修复材料及其制备方法，具体涉及一种羟基磷灰石（HA）涂层的胶原蛋白（Col）-氧化石墨烯（GO）仿生材料及其制备方法。

背景技术

因外伤、感染、肿瘤等导致的大段骨缺损，是临床上的常见难题。自体骨移植是目前治疗的标准，但是可能存在供区并发症、感觉异常、生活质量降低等不足。同种异体骨移植是另一种常用的治疗方法，但是可能存在感染、免疫排斥等缺点。因此，通过生物材料植入的方式，既能避免自体骨移植导致的二次手术，又能避免异体骨移植导致的感染风险，是一种极具前景的方法。

骨组织的修复材料，应该具备良好的骨传导性，即生物材料的表面能够促进新生骨的长入。

Ⅰ型胶原蛋白是生物材料中使用比较广泛的一种天然高分子材料，它是骨组织的主要组成成份，具有良好的生物相容性，常常被用来作为骨组织的修复材料。但是Ⅰ型胶原蛋白存在一些缺点，如机械强度不够、容易变形等。

氧化石墨烯是一种碳基纳米材料，具有良好的机械性能、丰富的功能基团、无生物毒性等特点，它能与天然高分子材料通过酰胺键互相交联，同时氧化石墨烯表面丰富的功能基团，例如羧基、羟基等，为氧化石墨烯的充分交联提供了保障。理论上，氧化石墨烯的添加，可以改善Ⅰ型胶原蛋白机械性能，制备一种性能更加优越的生物材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中缺少一种机械性能强，生物相容性和骨传导性好的骨修复材料的问题。

以Ⅰ型胶原蛋白-氧化石墨烯复合材料作为主体支架，在表面用SBF仿生矿化的方法进行HA涂层，可以构建一种新的仿生材料。这种仿生材料在成份上对骨组织进行仿生，而且具有良好的骨传导性，是一种良好的非承重骨修复材料。

本发明采用的技术方案是：一种羟基磷灰石涂层的胶原蛋白-氧化石墨烯仿生材料，包括Ⅰ型胶原蛋白、氧化石墨烯（GO）及羟基磷灰石涂层（HA涂层），Ⅰ型胶原蛋白的重量百分含量为22.5%-30%，氧化石墨烯的重量百分含量为3%-4%，HA的重量百分含量为66%-74.5%。

所述的羟基磷灰石涂层的胶原蛋白-氧化石墨烯仿生材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

工序一：胶原蛋白-氧化石墨烯材料的制备

(1)将30-40mg I型胶原蛋白加入1 ml 0.1M 醋酸（0.285ml冰醋酸去离子水定容到50ml）溶液中，得到3%-4% (W/V)的胶原蛋白溶液；

（2）将3-4mg氧化石墨烯粉末在超声辅助下溶解于1 ml 0.1M 醋酸溶液中,得到0.3%-0.4% (W/V)氧化石墨烯溶液；

（3）将本工序步骤（1）和步骤（2）中得到3%-4% (W/V)的胶原蛋白溶液和0.3%-0.4%(W/V)氧化石墨烯溶液等体积进行混合后，获得1.5%-2% (W/V)胶原蛋白和0.15%-0.2% (W/V)氧化石墨烯混合溶液，冰浴搅拌15min，并在超声辅助下得到均质溶液，注入内径5mm、外径7mm、高度2mm的圆形模具中，4℃冰箱放置至无气泡；

（4）将本工序步骤（3）中得到的材料在-20℃冰箱冷冻24h后，再放置在真空冷冻干燥机中（设置参数：-50℃，21Kpa）冻干24h，形成多孔材料；