[发明专利]一种β-磷酸三钙多孔陶瓷载药支架及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种β‑磷酸三钙多孔陶瓷载药支架及制备方法和应用，包括以下步骤：(1)制备具有宏观大孔和内部具有微观小孔的β‑磷酸三钙多孔陶瓷支架；(2)配制丝素蛋白溶液，加入待装载药物，搅拌混合均匀，得到丝素蛋白和药物的混合溶液；(3)对上述混合溶液进行超声，一段时间后迅速将该载药丝素蛋白溶液灌注入β‑磷酸三钙多孔陶瓷支架，灌注完毕后常温下水浴，等待丝素蛋白溶液成凝胶固化；(4)取出上述样品进行冷冻干燥处理，去除β‑磷酸三钙多孔支架表面多余的丝素蛋白，即得。与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)良好的生物相容性；(2)更好的骨修复效果；(3)具有持续的药物释放效果。

技术领域

本发明涉及一种β-磷酸三钙多孔陶瓷载药支架及制备方法和应用，属生物材料领域。

背景技术

骨组织工程被认为是解决骨组织再生和修复难题的有效方式。β-磷酸三钙主要成分由钙和磷组成，与人体骨组织无机成分相似，具有良好的生物相容性、骨传导和骨诱导能力；β-磷酸三钙能够被人体组织降解，被降解的钙、磷成分通过骨稳态调节参与新生骨组织再生与重建当中。然而，β-磷酸三钙材料组织修复效果慢，功能单一，因此通过在β-磷酸三钙支架中装载功能性药物，能够实验骨组织的加速修复和实现其它功能性目的。

丝素蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含有18中氨基酸，具有良好的生物相容性和促血管性^[3]，不同浓度的丝素蛋白凝胶在体内的降解时间为几周到几个月，因而，应用丝素蛋白凝胶作为药物承载材料^[3]，与多孔β-磷酸三钙陶瓷支架复合，从结构上能够增强支架的力学性能；在功能上，随着支架的逐步降解，载药丝素蛋白进一步暴露在组织液中，能够实现药物持续释放，进而促进血管长入和成骨修复的作用，具有很高的研究和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种β-磷酸三钙多孔陶瓷载药支架及制备方法，其可以作为骨修复材料中的应用。

本发明的技术方案如下：一种β-磷酸三钙多孔陶瓷载药支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备具有宏观大孔和内部具有微观小孔的β-磷酸三钙多孔陶瓷支架；

(2)配制丝素蛋白溶液，加入待装载药物，搅拌混合均匀，得到丝素蛋白和药物的混合溶液；

(3)对上述混合溶液进行超声，一段时间后迅速将该载药丝素蛋白溶液灌注入β-磷酸三钙多孔陶瓷支架，灌注完毕后常温下水浴，等待丝素蛋白溶液成凝胶固化；

(4)取出上述样品进行冷冻干燥处理，去除β-磷酸三钙多孔支架表面多余的丝素蛋白，即得。按上述方案，步骤(1)中β-磷酸三钙多孔陶瓷支架的宏观大孔的孔径为300μm～800μm，微观小孔的孔径为1μm～5μm，且宏观大孔和微观小孔高度连通。

按上述方案，步骤(1)中β-磷酸三钙多孔陶瓷支架是通过三维打印技术制备而得，包括以下步骤：

(1)将β-磷酸三钙粉末、海藻酸钠溶液、普朗尼克F-127溶液和超纯水通过球磨搅拌均匀，得到3D打印墨水；

(2)将3D打印墨水放入打印设备，设计三维支架模型和打印参数，通过三维打印技术打印出多孔陶瓷；

(3)将打印出的多孔陶瓷支架经常温干燥后烧结，即得。

按上述方案，按质量份，所述各原料的配比为：30～44份β-磷酸三钙粉末，18～25份质量浓度为5％～20％的海藻酸钠溶液，3～9份质量浓度为10％～30％的普朗尼克F-127溶液，0～7份超纯水。

按上述方案，步骤(3)中的烧结制度为：从室温升至500℃～550℃，保温0.5～2h；以10～20℃/min从500℃～550℃升至1000℃～1100℃，保温0.5～2h；以10～20℃/min从1000℃～1100℃降温至800℃～900℃，保温2～4h；随炉冷却，即得。