[发明专利]银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架及其制备方法与应用

说明书

本发明提供的一种银纳米线‑矿化胶原共组装仿生支架材料，所述银纳米线‑矿化胶原共组装仿生支架材料是一种三维多孔支架，所述三维多孔支架由银纳米线、包裹于银纳米线(AgNW)表面的胶原纤维交织而成，还包括填充于胶原纤维内的纳米羟基磷灰石。本发明还提供了上述银纳米线‑矿化胶原共组装仿生支架材料的制备方法。本发明银纳米线—矿化胶原共组装仿生支架中银纳米线表面包裹的胶原分子可降低材料的生物毒性、避免影响相容性和成骨性能；当表面胶原分子在体内降解时，部分暴露的银纳米线可有效抑制植入处细菌生存，实现骨修复/抗菌双模治疗。

技术领域

本发明属于生物医药领域，特别涉及银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架(IMC/AgNWs)及其制备方法，还提供了该银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架材料在制备治疗和/或预防感染性骨缺损修复药物中的应用。

背景技术

牙周炎、种植体周围炎、颌骨骨髓炎等颌面部感染性疾病导致的颌面部骨缺损，是目前口腔临床治疗中的一大难题。目前，使用人工骨替代材料是骨缺损治疗的有效方案。但现有人造骨材料，只起到有限的物理支撑效果，不能真正实现骨组织结构和功能的再生，尤其是骨胶原排列与血管形成；同时，颌面部属有菌环境，骨缺损区域易发生感染，因此，提升骨替代材料的抗菌性能是优化骨缺损修复效果的关键。

发明内容

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了银纳米线—矿化胶原共组装仿生支架(IMC/nano-Ag)及其制备方法，还提供了该银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架材料在制备治疗和/或预防感染性骨缺损修复药物中的应用。

技术方案：本发明提供了银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架材料，所述银纳米线- 矿化胶原共组装仿生支架材料是一种三维多孔支架，所述三维多孔支架由银纳米线、包裹于银纳米线(AgNW)表面的胶原纤维交织而成，还包括填充于胶原纤维内的纳米羟基磷灰石。

本发明还提供了上述银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架材料的制备方法，步骤如下：

(1)银纳米线(AgNW)的制备：将PVP溶液加热，恒温搅拌，加入氯化银溶液反应；再加入硝酸银溶液反应；冷却至室温，加入去离子水与乙醇混合溶液，离心，即得银纳米线(AgNW)溶液；

(2)银纳米线-胶原共组装：采用热动力学控制的自下而上自组装模式，将提取并纯化的I型鼠尾原胶原溶液采用PEG进行浓缩，将胶原溶液与步骤(1)制得的银纳米线(AgNW)溶液混合，透析，即得共组装银纳米线-胶原；

(3)三维多孔支架的合成：将步骤(2)得到的共组装银纳米线-胶原离心、搅拌成悬浮液，冷冻干燥，得到三维海绵状的胶原支架；再在含有1-乙基(3-二甲基氨丙基) 碳化二亚胺盐酸盐(EDC)的乙醇溶液中交联3-5h，再用甘氨酸溶液与双蒸水交替冲洗，冻干，即得到三维多孔支架；

(4)三维多孔材料的矿化：将步骤(3)得到的三维多孔框架浸入到矿化液中矿化处理，得矿化材料；

(5)纳米羟基磷灰石的有序结晶沉积：在步骤(4)制的的含钙磷离子的矿化材料中加入聚丙烯酸形成纳米羟基磷灰石，在热动力学控制条件下逐渐进入胶原内部，并实现在胶原内部的有序排列；

(6)银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架的合成：将步骤(5)产物用双蒸水冲洗，冻干，即得银纳米线-矿化胶原共组装仿生支架。

步骤(1)中，PVP溶液、氯化银溶液、硝酸银溶液的溶剂分别独立的为醇类溶剂，优选地为乙二醇，二乙二醇、戊二醇、丁二醇、乙醇、甲醇；PVP溶液加热温度至150-190℃； PVP溶液与氯化银溶液的反应时间为3-10min；再加入硝酸银溶液的反应时间为 10-60min；反应体系中，PVP、氯化银、硝酸银的质量比为0.1-0.5：0.01-0.05：0.03-0.15。