[发明专利]一种多孔骨修复支架材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔骨修复支架材料，所述多孔骨修复支架材料是通过类人胶原蛋白和亚纳米羟基磷灰石在交联剂作用下进行交联反应制备而成，所述交联剂为双孢蘑菇多酚氧化酶，类人胶原蛋白和亚纳米羟基磷灰石的质量比为1:(2～5)，双孢蘑菇多酚氧化酶的用量为400～1000U/g。另外，本发明还公开了多孔骨修复支架材料的制备方法。本发明以双孢蘑菇多酚氧化酶作为交联剂，以类人胶原蛋白为模版矿化制备的亚纳米羟基磷灰石为无机相，以类人胶原蛋白作为有机相，添加了卵磷脂和细胞生长因子，采用酶交联技术制备的多孔骨修复支架材料无需去除交联剂残留，具有良好生物相容性，且支架材料降解后可作为新骨生成的原材料被再次利用。

技术领域

本发明属于生物医学复合材料技术领域，具体涉及一种多孔骨修复支架材料及其制备方法。

背景技术

由于不断增加的交通事故、运动创伤带来的骨损伤性疾病，以及骨头坏死、关节坏死、创伤、感染、肿瘤切除等造成的骨缺损，加上在整形外科、颌面修复等手术中，对骨支架材料的需求日益增大。作为可植入的骨支架材料，为了利于细胞的粘附、增殖与分化，且可引导血管的长入，使其具有较高的生物活性且又不引起机体的免疫排斥反应，植入材料支架既需要具有三维贯通的微体系结构、大小适宜的孔径，同时需要具有与天然骨相类似的微环境，能很好地诱导骨细胞分化成为成熟的骨细胞，继而引导骨组织的形成，实现自体骨的缺损性修复。

自然骨主要是由纳米羟基磷灰石和胶原蛋白组成的。研究如何利用羟基磷灰石和胶原蛋白制备性能优异的可降解人工骨支架材料一直是骨组织工程的重要研究问题。羟基磷灰石具有良好的生物相容性、生物活性、骨诱导和骨传导性能，能与骨组织较好的结合，有利于支架材料与机体的应答过程。但羟基磷灰石常因晶体尺寸较大降解时间长，以其做成可降解材料后很难与新骨生成速率匹配。胶原蛋白天然骨中最重要的有机成分之一，也是动物结缔组织中的主要成分，是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性。但是，动物胶原不仅难溶于水，而且常具有猪瘟、疯牛病、狂犬病等病毒隐患而使用受限。此外，支架材料的制备中，需要对生物大分子胶原蛋白进行分子间交联，而相关的交联剂的选择情况直接影响着最终制备的支架材料的理化性能和生物学性能，如化学交联剂的残留毒性也直接影响着材料的生物相容性，一些酶交联剂因交联性能也使制备的骨支架材料力学性能差，易溶胀等。

利用基因工程的方法制备得到的一种人源性胶原蛋白——类人胶原蛋白(西安巨子生物基因技术股份有限公司)，是一种将人的胶原蛋白的mRNA逆转录成cDNA，其经过酶切、特定缝合和链接后，导入大肠杆菌中进行高密度发酵，之后进行分离、纯化而制备得到的目标蛋白，其相对于动物源性蛋白，具有不存在病毒隐患、无免疫原性、可加工性、良好的水溶性等优点，已被广泛用于多种生物医用材料中，被认为是一种极有应用前景的生物材料。多酚氧化酶是别称为酪氨酸酶，是一种含铜金属酶，具有良好的生物相容性，主要存在于各种动物、植物和微生物中，可实现对蛋白质进行有效交联。

据此，本发明主要是利用双孢蘑菇多酚氧化酶作为交联剂，利用类人胶原蛋白为模版生物矿化合成的亚纳米羟基磷灰石为无机主相，利用类人胶原蛋白为有机主相，制备具有良好生物相容性的新型可降解多孔骨缺损修复支架材料，以期为骨缺损的修复治疗带来新的福音。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种多孔骨修复支架材料及其制备方法。该材料以双孢蘑菇多酚氧化酶作为交联剂，以亚纳米羟基磷灰石为无机相，以类人胶原蛋白作为有机相，采用酶交联技术制备的多孔骨修复支架材料无需去除交联剂残留，具有良好生物相容性，且支架材料降解后可作为新骨生成的原材料被再次利用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多孔骨修复支架材料，其特征在于，所述多孔骨修复支架材料通过将类人胶原蛋白和亚纳米羟基磷灰石在交联剂作用下进行交联反应制备而成，所述交联剂为双孢蘑菇多酚氧化酶，所述类人胶原蛋白和亚纳米羟基磷灰石的质量比为1:(2～5)，所述双孢蘑菇多酚氧化酶的用量为400～1000U/g类人胶原蛋白。