[发明专利]一种纳米骨支架复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米骨支架复合材料的制备方法，先采用沉淀法得到磷钙粉末，焙烧处理后，得到羟基磷灰石/β‑磷酸三钙双相磷钙纳米粉末，再将壳聚糖进行羟乙基化，制备羟乙基壳聚糖，最后将羟乙基壳聚糖溶解在1％的醋酸溶液中，按照质量比(1～6):(1～3):1的质量比将羟乙基壳聚糖、明胶和双相磷钙纳米粉末混合搅拌，脱气分散均匀，冷冻干燥即得。本发明以新型的高分子材料按不同比例混合制备纳米骨支架，提高了生物活性，增强了细胞的附着能力，同时可能具备抗菌性能，这种骨支架能更好地应用于骨修复方面。

技术领域

本发明涉及一种纳米骨支架复合材料的制备方法，属于生物医学材料技术领域。

背景技术

壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，这种天然高分子具有生物相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能，它能够为支架提供生物活性，使细胞在骨支架上附着，是生物医学领域中一种较好的骨支架材料。壳聚糖作为骨支架材料具有力学性能不足的缺点，需要通过交联，交联剂通常选用戊二醛或者水溶性碳化二亚胺，但交联剂的引入会降低支架的细胞相容性。

骨组织中含有大量的磷钙材料，比如磷酸三钙、羟基磷灰石、碳酸钙等，因此磷钙材料常被用于制备人工骨支架。双相磷钙(Biphasic calcium phosphate)是由一定比例的无机物质磷酸三钙和羟基磷灰石组成，双相磷钙可以克服磷酸三钙容易降解和羟基磷灰石不易降解的缺点，并且具有良好的骨传导性和骨诱导性。可以在天然高分子凝胶，比如壳聚糖凝胶、藻酸盐凝胶及纤维素凝胶等中加入双相磷钙纳米颗粒，获得复合凝胶骨支架，用于提高骨传导性能。但是采用常规复合方法存在骨支架活性较低以及力学性能难以控制等缺点，此外，细胞在骨支架上的贴附与增殖需要借助于活性物质。上述问题限制了壳聚糖与磷钙复合支架在骨组织领域中的应用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种纳米骨支架复合材料的制备方法，制得的纳米骨支架拥有合适的降解速率，活性高，力学性能好，细胞能够在骨支架上更好的附着和增殖，更好的应用于骨修复方面。

技术方案

一种纳米骨支架复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备双相磷钙纳米粉末：将Ca(NO₃)₂·4H₂O溶液和(NH₄)₂HPO₄溶液按照钙磷摩尔比为1.55～1.70:1加入到容器中，搅拌混合均匀，然后将pH调至11，得到白色的粉末沉淀，过滤后，将白色粉末用去离子水清洗，然后依次进行干燥、焙烧、研磨，最后过200目筛，得到双相磷钙纳米粉末；

(2)制备羟乙基壳聚糖：取10g壳聚糖加入到15～18g的50wt％氢氧化钠溶液中进行碱化，得到壳聚糖溶液，在-20℃条件下静置1～3h后，加入15～25ml溶剂异丙醇，搅拌升温至70～80℃，再搅拌冷却至室温，然后加入130～180ml异丙醇和15～19ml 2-氯乙醇的混合溶液，搅拌均匀后，采用盐酸溶液调pH7，再采用无水乙醇洗涤，然后进行透析，最后冷冻干燥，即得羟乙基壳聚糖；

(3)制备纳米骨支架：取羟乙基壳聚糖溶解在1wt％的醋酸溶液中，得到羟乙基壳聚糖溶液，羟乙基壳聚糖浓度为2～5wt％，往羟乙基壳聚糖溶液中加入明胶和双相磷钙纳米粉末，羟乙基壳聚糖、明胶和双相磷钙纳米粉末质量比为(1～6):(1～3):1，在室温下搅拌混合20-30h，再脱气使其分散均匀，然后将得到的溶液倒入48孔板中冷冻，最后进行干燥，即得。

进一步，步骤(1)中，Ca(NO₃)₂·4H₂O溶液的浓度为0.4M，(NH₄)₂HPO₄溶液的浓度为0.2M。

进一步，步骤(1)中，所述干燥温度为80-100℃。