[发明专利]一种胶原‑羟基磷灰石人工骨的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种胶原-羟基磷灰石人工骨的制备方法。

背景技术

骨缺损是骨外科、头颈外科、整形外科等的常见病症之一，它们不但会导致患者生 理功能发生严重障碍，还会严重影响患者的外观形象，给患者造成沉重的精神负担，目前， 临床工作中常采用骨移植进行修复。为此，国内外学者研究了众多的骨替代材料。 但是由于各方面的缺陷，这些材料不能完全满足临床修复的要求。

生物相容性和可降解性是衡量骨修复材料是否优异的重要指标。壳聚糖是天然的生物材料，带正电荷，其结构与细胞外基质中的主要成分—糖胺聚糖十分类似，其降解产物对人体无毒副作用，具有良好的生物降解性和生物相容性。聚乳酸是一种高分子材料，用聚乳酸良好的加工性和优良的柔韧性和断裂伸长性可以弥补磷灰石的不足，是一种新型的生物降解材料。纳米纤维素具有很多优良的性能，如高纯度、高结晶度、高杨氏模量，还具有高强度、高生物降解性和良好的生物相容性等，能够弥补复合材料仍然存在机械性能差、孔隙率低、孔隙交通性能差的缺点。角蛋白是构造头发、羊毛、指甲等的结构纤维状蛋白，并已证明其对成纤维细胞和成骨细胞的生长有促进作用。此外，它们在体外 (通过胰蛋白酶)和在体内是可以生物降解的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种胶原-羟基磷灰石人工骨的制备方法。本发明将胶原蛋白、角蛋白、羟基磷灰石、纳米纤维素和壳聚糖进行复合，制得的胶原-羟基磷灰石人工骨具有良好的机械性能、可降解性和生物相容性，能更好地促进骨髓间充质干细胞的黏附与增殖，为骨髓间充质干细胞提供了更适于其生长的空间结构与环境。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种胶原-羟基磷灰石人工骨的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将聚乳酸用溶剂配制成1~3wt%的溶液；

（2）制备壳聚糖，并将制得的壳聚糖用稀醋酸配制成0.02~0.05wt%的溶液；

（3）用蒸馏水分别配制浓度为8~12g/L的胶原蛋白溶液和浓度为1~5g/L的角蛋白溶液；

（4）将羟基磷灰石加入到8~12g/L的胶原蛋白和1~5g/L的角蛋白的混合溶液中，用氢氧化钠溶液调节pH至7.0，并加入1.5wt%的京尼平水溶液在4℃交联2小时得混合溶液A，冷冻干燥制得胶原蛋白、角蛋白和羟基磷灰石质量比为0.4~0.6:0.15~0.25:1的胶原蛋白/角蛋白/羟基磷灰石复合粉末，京尼平水溶液占混合溶液A总质量的1~1.5wt%；

（5）将步骤（4）制得的胶原蛋白/角蛋白/羟基磷灰石复合粉末按照质量比为1:10的比例分散到步骤（2）配制的壳聚糖溶液中，用氢氧化钠溶液调节pH至7.0，随后加入8~12g/L的胶原蛋白溶液和1~5g/L的角蛋白溶液，并加入1.5wt%的京尼平水溶液在4℃交联12小时得混合溶液B；所述胶原蛋白溶液占混合溶液B总质量的15~20wt%，所述角蛋白溶液占混合溶液B的6~10wt%，京尼平水溶液占混合溶液B总质量的0.5~1wt%；

（6）将步骤（5）得到的混合溶液B冷冻干燥成复合粉末后，将所得复合粉末B与纳米纤维素加入到步骤（1）配制的聚乳酸溶液中，搅拌共混后经冷冻干燥、研磨后制得所述胶原-羟基磷灰石人工骨；所述复合粉末B、纳米纤维素和聚乳酸溶液的质量比为7~9:0.5~1:3~5。

步骤（1）所述溶剂为四氢呋喃。

步骤（2）中所述壳聚糖的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）原料处理：取橡胶木犀金龟成虫，用水洗干净后进行冷冻干燥，粉碎并过25目筛得虫粉，备用；

（2）脱除无机盐：将步骤（1）得到的虫粉加入到1mol/L的盐酸溶液中，固液比为1:15， 40℃下搅拌6小时，随后离心分离20min，将所得固体用蒸馏水洗涤至中性；

（3）脱除蛋白质：将步骤（2）所得物料加入到8wt%的氢氧化钠溶液中，固液比为1:10，充分搅拌后，进行微波处理，微波功率为750W，处理时间3min后，冷却至室温浸泡2h，随后离心分离20min，将所得固体用蒸馏水洗涤至中性，得到甲壳素；

（4）脱色：将步骤（3）所得甲壳素加入高锰酸钾进行脱色处理，随后将脱色后的固体用蒸馏水洗涤至中性；