[发明专利]一种抗菌型胶原基骨修复材料

说明书

本发明公开了一种抗菌型胶原基骨修复材料，包括氧化锌/羟基磷灰石晶须、Ⅰ型胶原、聚乙烯醇、交联剂构成的骨修复材料主体以及氧化石墨烯、聚多巴胺、掺杂磺基水杨酸的聚吡咯自组装层和固载于自组装层的骨形态发生蛋白‑2。本发明材料表面及内部均具有良好的抗菌功效，能够最大程度避免骨移植过程中的炎症、感染，所用原料均无毒无害，具有良好的生物相容性，材料的降解速度与骨缺损修复速度相对一致，通过在骨修复材料表面自组装聚吡咯‑聚多巴胺涂层，能够牢固负载骨形态发生蛋白‑2和稳定释放，提高了骨形态发生蛋白‑2的利用率，同时也极大地避免骨形态发生蛋白‑2浓度过高引发的并发症。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种抗菌型胶原基骨修复材料。

背景技术

理想的骨修复材料应该具有良好的生物相容性、可降解性、骨传导性和骨诱导性。天然骨主要由磷灰石和胶原组成。因此，由羟基磷灰石和胶原组成的骨修复材料研究广泛。

骨修复材料一般不具备抗菌性能，骨移植后常常会引起严重的细菌、真菌感染，每年因器官移植诱发感染而去世的病人数目庞大。通过注射、口服药物的方式来预防感染效果不佳，因为药物进入人体后会很快进入循环系统，造成骨移植处药物浓度较低。而药物会随着血液进入其他器官，对其造成毒副作用。在细胞层面讲，感染的原因是：细菌粘附在骨移植处，随后形成生物膜，继而诱发感染。现有的抗菌骨修复材料大多通过负载抗生素来达到抗菌功效，而难以实现抗生素的控释，当抗生素浓度过高时会对人体产生危害，且多是通过表面修饰抗菌剂来达到抗菌效果，内部通常不具备抗菌性能，容易导致恢复期炎症、感染，寻找既能杀菌抑菌又具有骨传导活性的成分以及制备表面及内部均具有抗菌性能的骨修复材料具有重要意义。

在已知的生长因子中，骨形态发生蛋白-2(bone morphogeneticprotein2，BMP-2)的成骨作用最强。已有的研究证实BMP-2对成骨细胞、软骨细胞的分化及功能具有重要的调节作用，能跨种诱导未分化间充质干细胞向成骨细胞方向增殖和分化，促进成骨，使成纤维细胞具有成骨表型。然而，BMP-2在体液中扩散快速，半衰期短，容易酶解，治疗浓度降低快，不能持续刺激靶细胞以充分发挥其诱导活性。而通过提高BMP-2的使用剂量来促进成骨，则会因为剂量太高产生一系列并发症，可能导致组织肿胀、产生炎症，促进不期望的异位骨生成，还可在骨痂内形成囊肿样病变。所以，单纯将BMP-2与基质材料复合所得到的骨修复材料，孔隙率不确定，BMP-2的浓度及释放时间也不可控，修复效果不理想。所以，目前的研究热点是将BMP-2与载体结合，建立稳定的BMP-2释放系统，减少BMP-2的释放以维持植入位点局部浓度，降低并发症的发生率，使BMP-2能够发挥更大的作用。

因此迫切需要研发出具有抗菌功效、能够可控释放骨形态发生蛋白-2、降低并发症发生率、修复效果理想的骨修复材料。

发明内容

本发明提供一种具有抗菌功效、能够规律释放骨形态发生蛋白-2、降低并发症发生率、修复效果理想的抗菌型胶原基骨修复材料。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种抗菌型胶原基骨修复材料，包括氧化锌/羟基磷灰石晶须、Ⅰ型胶原、聚乙烯醇、交联剂构成的骨修复材料主体以及氧化石墨烯、聚多巴胺、掺杂磺基水杨酸的聚吡咯自组装层和固载于自组装层的骨形态发生蛋白-2。

氧化锌/羟基磷灰石晶须的制备：将硝酸锌和聚乙二醇6000分散在无水乙醇中，水浴加热使其溶解，得到澄清液；按质量配比1:2称取硝酸锌和聚乙二醇，与恒温干燥24h以上的羟基磷灰石晶须(HAPw)一起加入无水乙醇中，超声分散，磁力搅拌下，将上述澄清液缓慢滴入HAPw分散液中，调节pH，水浴反应，反应结束后超声分散，将溶剂蒸干，干燥后置于电阻炉中，程序升温至800℃煅烧1h，自然冷却至室温即得氧化锌/羟基磷灰石晶须(ZnO/HAPw)。

一种所述抗菌型胶原基骨修复材料的制备方法，包括以下步骤：