[发明专利]纳米珍珠粉改性纳米羟基磷灰石的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料制备技术领域，具体是涉及一种纳米珍珠粉改性纳米羟基磷灰石的制备方法。

背景技术

骨的老化和意外损伤往往不可避免，病变骨骼最终要被替换，骨植入修复是一种仅次于输血的人体组织移植。目前各种人工骨修复替代材料层出不穷，但主要起骨支架作用，不具有骨生长因子所特有的骨诱导活性。刘志强，周东风，周磊等在“广东牙病防治，2004，12(1)：73-75”上的“骨缺损修复的研究及进展”中报导，实际上人们所期望的骨修复过程是：多种生长因子和激活物在待修复部位受控释放，诱导邻近组织间充质细胞分化为成骨细胞或刺激成骨细胞加速增殖，并向待修复部位聚集，从而表现出明显的靶向诱导成骨活性，最终完成特定部位的骨修复。近年来，人们开始逐渐认识到生长因子在骨修复中不可替代的决定性调控作用，于是在骨修复临床中开始引入骨生长因子。但是骨生长因子极为昂贵，售价甚至高达8万元/克。

珍珠、蚌壳、骨同为生物矿化产物，三者在形成本质上极为相近，其生物矿化都是受其所含有的有机组分调控。蚌壳由棱柱层和珍珠层组成，蚌壳珍珠层是软体动物在正常的生理条件下生物矿化的产物，约含有1.2～3.3wt.％的有机组分，其余为碳酸钙，已有的研究表明这些少量的有机质内含有多种与骨生长相关的信号因子。Gerard Atlan和Evelyne Lopez等人在“Sci Paris/Life Sci，1997；320：253-8”.中自信地进行了蚌壳珍珠层粉的人体实验，显示了很强的成骨活性。目前，国内张荣庆等人张荣庆等在专利CN 1476906A“一种含有珍珠质的骨修复材料及其制备方法”中利用蚌壳珍珠层开发了一种含有珍珠质的骨修复材料，也获得了很好的成骨活性和刘金标等人在“珍珠层/聚乳酸组合人工骨体外相容性及降解实验研究.第一军医大学学报，2003，23(2)：130-133”中制备了适于用作骨缺损修复的可降解(蚌壳)珍珠层/聚乳酸复合材料，体外成骨细胞培养试验显示了材料具有很强的骨诱导能力。

与蚌壳珍珠层不同，珍珠是软体动物在抵抗外界损伤的积极生理条件下形成的特殊矿化产物。迄今为止，人们已经发现了24例人体珍珠，因此珍珠与人体内环境是完全相容的。珍珠富含多种生物活性物质，自古以来就是一种具有神奇的美容保健抗衰功效的天然药物。珍珠的主要成分为碳酸钙(含少量的磷酸钙、硅酸钙)、蛋白质、水分和多种微量元素包括：Fe、Al、Mg、Zn、Se、Cu、Mn、Ge、K、Sr等。珍珠中的蛋白质是一种含有20余种氨基酸的壳角蛋白(或称角质蛋白)，含量高达8wt.％，被称为珍珠活性物质，近年来的研究表明珍珠富含：独特的抗衰老因子-卟啉类化合物(PEG)、牛磺酸(2-氨基乙磺酸)、类胡萝卜素、光基欧磷氨基酸、几丁质等等。因此，珍珠可能含有多种骨生长所需要的生长因子、激活物和营养组分，预期具有更强的诱导成骨活性。

当前，国内外均有通过基因工程技术生产的重组人骨形态发生蛋白(rhBMP)，其中rhBMP2的活性最强。然而单纯的BMP植入人体后很快降解，起不到应有的效果，如果有合适的载体使其在体内实现控制释放，就能有效发挥作用，但是载体的筛选不仅难度大，而且载体与生长因子复合后又具有很多不确定性，尤其是几乎不可能找到一种同时适合多种生长因子的全能载体。另一方面，实际上骨的形成是多种生长因子网络协同作用下实现的，已知参与骨形成的生长因子有：骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins，BMP)、转化生长因子、类胰岛素生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍生因子、血管内皮细胞生长因子等。在任何时候，骨细胞的微环境中都存在不止一种生长因子，因此用单一生长因子刺激骨形成，不一定能获得有意义的结果。

因此，骨修复过程中理想的生长因子运作过程是：生长因子在整个骨修复过程中缓慢控制释放，且多种生长因子协同作用。而珍珠作为多种已知和未知类骨生长因子的天然载体，其本身就是一个相互协调共同作用的有机整体，因此用珍珠内所特有的活性物质替代骨生长因子，进行人骨修复极具潜力。尤其是当前淡水珍珠的规模化养殖使得珍珠代替骨生长因子用于人骨修复在成本上成为可能，且具有优势。