[发明专利]一种仿生生物矿化人工骨修复材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种仿生生物矿化人工骨修复材料，所述材料为三维多孔支架材料，其由交联后的胶原基体以及包裹在该基体中的生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉组成,具有胶原蛋白-羟基磷灰石-胶原蛋白三级复合结构，三重螺旋的胶原纤维有序排列，生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉紧密地附着在胶原纤维上，而且充分填充于胶原纤维之间；

所述胶原基体与所述生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉的质量比为3~5:5~7；所述生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉中羟基磷灰石的质量分数为80~99wt%；

所述仿生生物矿化人工骨修复材料通过以下步骤制备：

（a）提供胶原蛋白水溶液及生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉；

（b）将所述生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉加入到所述胶原蛋白水溶液中形成混合体系；

（c）调节步骤（b）所得混合体系的pH为7~9，随后搅拌形成矿化胶原复合溶胶；

（d）将步骤（c）所得矿化胶原复合溶胶先进行预冻得到矿化胶原胶冻，然后再进行冷冻干燥，得到矿化胶原复合多孔材料；

（e）将所得矿化胶原复合多孔材料进行交联得到所述仿生生物矿化人工骨修复材料；所述仿生生物矿化人工骨修复材料中的孔直径为10~500 μm，其孔隙率为50%~97%；

所述胶原基体或所述生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉中的胶原为去端肽的天然I型胶原蛋白和/或去端肽的重组人类I型胶原蛋白。

2.根据权利要求1所述的仿生生物矿化人工骨修复材料，其中，所述去端肽的天然I型胶原蛋白为提取自动物的皮肤和/或跟腱，经过酶解工艺制得的去端肽胶原蛋白。

3.权利要求1或2所述的仿生生物矿化人工骨修复材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（a）提供胶原蛋白水溶液及生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉；所述生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉按如下方法制备得到：

（i）将胶原蛋白置于酸中形成胶原蛋白的酸性水溶液；所述酸性水溶液中胶原蛋白的质量分数为0.01%~2%，其pH为2.5~5.5；

（ii）向所述胶原蛋白的酸性水溶液中缓慢滴加含钙离子的水溶液；

（iii）向步骤（ii）所得溶液中加入磷酸溶液，搅拌混匀形成混合体系；

（iv）调节步骤（iii）所得体系的pH为7~10得白色悬浊液；

（v）将步骤（iv）所得白色悬浊液静置，过滤，将滤饼冷冻干燥，随后研磨制得的干粉即为生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉；

（b）将所述生物矿化胶原/羟基磷灰石复合粉加入到所述胶原蛋白水溶液中形成混合体系；

（c）调节步骤（b）所得混合体系的pH为7~9，随后搅拌形成矿化胶原复合溶胶；

（d）将步骤（c）所得矿化胶原复合溶胶先进行预冻得到矿化胶原胶冻，然后再进行冷冻干燥，得到矿化胶原复合多孔材料；所述冷冻干燥于-50~-20℃下进行冷冻干燥22~26小时；

（e）将所得矿化胶原复合多孔材料进行交联得到所述仿生生物矿化人工骨修复材料；

所述交联包括物理交联和/或化学交联；

所述物理交联包括紫外辐照、热脱氢法和辐照灭菌法交联中的一种或多种；

所述化学交联包括使用碳化二亚胺、二胺、环氧化合物、羟基琥珀酰亚胺、二苯基磷酸盐、戊二醛、甲醛、乙醛酸和京尼平中的一种或多种进行交联，使用化学交联剂后，经过洗脱程序去除残留的交联剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤（c）中采用NaOH、KOH或氨水调节所得混合体系的pH为7~9。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤（i）中酸包括硫酸、盐酸、硝酸、乙酸、丙酸和柠檬酸中的一种或多种。

6. 根据权利要求3所述的方法，其中，步骤（ii）中，以所述胶原蛋白的酸性水溶液中每克胶原蛋白计，钙离子的加入量为0.01~0.1 mol。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤（ii）中所述的含钙离子的水溶液采用CaCl₂和/或Ca(NO₃)₂形成。