[发明专利]一种由矿化的纳米纤维素晶须构建的骨仿生材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种由矿化的纳米纤维素晶须构建的骨仿生材料及其制备方法。它是通过氢氧化钠和氯乙酸钠的作用在纳米纤维素晶须表面接枝大量的羧基，强力搅拌下按照钙磷摩尔比1. 67同时滴加Ca(OH)2悬浊液和H3PO 4溶液到纳米纤维素悬浊溶液中，控制溶液pH值为7.0‑11.0，得到纳米纤维素晶须/羟基磷灰石复合粒子，将该纳米复合粒子加入不同浓度的丝素蛋白溶液充分调和均匀后置入自制的模具中，按照质量浓度由高到低的顺序逐层冷冻干燥制得纳米骨仿生材料。本发明制得的由矿化的纳米纤维素晶须构建的骨仿生材料在成分和结构上能够仿生天然骨，具有很好的力学性能、合理的孔隙率以及良好的生物相容性和生物活性，可以作为骨组织的修复或替代材料，具有广阔的应用前景。

主权项

一种由矿化的纳米纤维素晶须构建的骨仿生材料，其特征在于：所述骨仿生材料由羧基化纳米纤维素晶须、羟基磷灰石和桑蚕丝素组成，羧基化纳米纤维素晶须、羟基磷灰石和桑蚕丝素的质量比为1:1‑10:0.5‑5，所述的由矿化的纳米纤维素晶须构建的骨仿生材料的制备方法，按以下步骤进行：（1）将纳米纤维素晶须超声分散到0.1‑2mol/L 氢氧化钠的乙醇溶液中，浴比为1:500，在20‑80 ℃下碱化10‑120 min，再加入0.125‑2.5 mol/L的氯乙酸钠溶液，在30‑75 ℃下超声搅拌15‑100min，并用0.1‑0.5mol/L的盐酸调溶液pH值至中性并在蒸馏水中透析三天，得到羧基化改性的纳米纤维素晶须悬浊溶液；（2）按照钙磷物质的量之比为1.67，将0.01‑0.1mol/L的Ca(OH)2与稀释H3PO4溶液用滴定管同时滴入步骤（1）制得的溶液中并在超声中搅拌1‑6h，逐滴加入氨水控制反应pH值为8.0～10.0，控制反应温度为20‑80℃，得到纳米纤维素晶须/羟基磷灰石比例为1：1‑10的复合粒子悬浊液；（3）将步骤（2）所得的纳米纤维素晶须/羟基磷灰石纳米复合粒子悬浊液室温静置48小时后除去上层清液，离心分离出沉淀物，蒸馏水洗涤三次后，冷冻干燥制得纳米纤维素晶须/羟基磷灰石复合粒子；（4）将步骤（3）中所得到纳米纤维素晶须/羟基磷灰石复合粒子超声分散到浓度分别为5%‑15%，35%‑45%，55%‑65%的桑蚕丝素溶液，得到不同浓度的纳米纤维素晶须/羟基磷灰石/丝素共混溶液，其中纳米纤维素晶须/羟基磷灰石纳米复合粒子与丝素的质量比为65:35；（5）将步骤（4）中制得的质量浓度最高的纳米纤维素晶须/羟基磷灰石/丝素共混溶液倒入自制的模具中，在液氮条件骤冷后，于‑50‑‑80℃冷冻干燥，再将其它共混溶液按照质量浓度由高到低的顺序逐层冷冻干燥，制得密度和孔隙率呈梯度分布的多孔骨仿生材料。