[发明专利]一种复合生物支架及制备方法

说明书

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种桑枝纳米纤维素/壳聚糖/羟基磷灰石复合生物支架的制备方法。本发明提供了一种复合生物支架，其特征在于，所述复合生物支架由羟基磷灰石、微晶纤维素和壳聚糖制成；所述羟基磷灰石、壳聚糖和微晶纤维素的质量比为1:2‑5:1；所述微晶纤维素为桑枝纳米微晶纤维素；所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖。

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种桑枝纳米纤维素/壳聚糖/羟基磷灰石复合生物支架以及该支架的制备方法。

背景技术

组织工程支架为细胞和组织生长提供了适宜的环境，为组织修复提供了新的研究方向和办法，是组织工程和再生医学研究领域的一大热点。理想的骨组织材料需要具备良好的生物相容性、能够生物降解、具有一定的机械性能和三维多孔结构。

骨的主要无机成分为羟基磷灰石，在众多生物材料中，由于羟基磷灰石的成分、晶型以及结晶度与骨组织中的矿物非常相似，因此其具有好的骨诱导性、骨传导性和骨整合性，成为大块骨缺陷再生方面的研究热点，但是羟基磷灰石存在韧性不强、力学性能差、降解性能差的缺点。此外，由于骨组织具有特殊的结构和性能，单一的材料明显不能满足骨组织工程支架的要求，因而研究者们通过将两种或两种以上的具有互补特性的生物材料进行复合以构建出新型的骨组织工程支架材料，在调控支架材料的加工性能、降解性和力学性质的同时，赋予复合支架成骨活性。

在前人的骨再生研究中，已经有使用羟基磷灰石、纳米纤维素微晶、壳聚糖中的一种或两种进行复合应用，但是将这三种材料进行共复合，制备成复合支架用于骨再生领域，目前还没有发现有学者进行相关的研究和报道。

因此，本发明提供了一种桑枝纳米纤维素/壳聚糖/羟基磷灰石复合生物支架以及该支架的制备方法。桑枝纳米纤维素微晶具有的强度大、易降解及良好的生物相容性；羧甲基壳聚糖具有的抗氧化性、抗菌性及生物相容性；将这两者具有的功能与羟基磷灰石结合，有望制备一种新型优良的医药生物材料。另一方面，本发明采用的原料为废弃桑枝，经高温碱反应脱胶后制备桑枝纤维素，再经硫酸水解后制备桑枝纳米纤维素微晶，运用现代科学技术和循环经济理念进行蚕桑资源的系统开发利用，达到物尽其用的目的，可实现良好的经济效益、社会效益、生态效益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合生物支架。

一种复合生物支架，所述复合生物支架由羟基磷灰石、微晶纤维素和壳聚糖制成；所述羟基磷灰石、壳聚糖和微晶纤维素的质量比为1:2-5:1。

优选的，所述羟基磷灰石、壳聚糖和微晶纤维素的质量比为1:3:1。

进一步，所述微晶纤维素为桑枝纳米微晶纤维素；所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖。本发明还可以采用其他植物纤维素来替换桑枝纤维素。

进一步，所述复合生物支架的孔隙率为60％-80％。

纳米微晶纤维素天然存在于木质纤维中，纤维素具有可再生、可降解、绿色环保和生物相容等优点。纳米微晶纤维素除了具备纤维素的优点外，由于其粒径小、分散好，力学性能优良，经常与其他材料复合使用，是一种天然的增强剂。现有研究表明，纳米微晶纤维素能够加快细胞附着、增殖、分化和细胞外基质的矿化，且可以提高复合支架的热稳定性和力学性能，具有生物可降解性和细胞相容性。

壳聚糖是一种碱性多糖，在自然界中储量丰富，来源广泛。羧甲基壳聚糖是壳聚糖的一种水溶性衍生物，羧甲基壳聚糖具有-NH₂和-COOH这两种可功能化的化学基团，以及良好的水溶性、抗氧化性、抗菌性、生物相容性、生物降解性和高保湿性。除此之外，羧甲基壳聚糖比壳聚糖有更好的生物活性，且具有促进成骨性能，在体外血液系统和肿瘤治疗应用中已有安全评价模型。这些特性使得羧甲基壳聚糖具有作为药物载体和组织工程支架的广泛应用前景。

本发明的目的还在于提供一种复合生物支架的制备方法。