[发明专利]诱导胶原纤维仿生内矿化的纳米复合体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种能够诱导胶原纤维仿生内矿化的纳米复合体及其制备方法，羧基化的聚酰胺‑胺/无定形磷酸钙纳米复合体(PAMAM‑COOH/ACP)纳米复合体由以下重量份的组分组成：8~12份羧基化的聚酰胺‑胺、15~20份结合水、70~75份无定型磷酸钙；制备方法包括含PAMAM‑COOH钙液与磷液溶液共沉淀反应制备法、无水乙醇脱水离心技术、热真空干燥技术。本发明利用PAMAM‑COOH与小尺寸的ACP结合，结合双方矿化优势，制备PAMAM‑COOH/ACP，并通过实验验证证实，这种纳米复合体能够诱导人牙本质I‑型胶原纤维内矿化。

技术领域

本发明胶原纤维仿生矿化技术领域，尤其是一种诱导胶原纤维仿生内矿化的纳米复合体及其制备方法。

背景技术

胶原纤维仿生矿化与龋病的防治、人体硬组织再生等息息相关，因而长期以来都是生物化学领域的一大研究热点。目前诱导胶原纤维的仿生外矿化已经成功，而与胶原纤维的寿命及理化性能密切相关的纤维内矿化目前还未能实现。胶原纤维的内矿化，是在相关非胶原蛋白作用下，钙磷离子组成小尺寸矿化前驱体无定形磷酸钙，进入胶原纤维内形成有序的胶原纤维内羟基磷灰石晶体的结果。天然的相关非胶原蛋白提取和应用困难，而人工合成仿生多肽造价高昂且效果不佳，因而寻找相关非胶原蛋白的功能仿生体成为了目前的首选策略。

研究发现，羧基化的聚酰胺-胺能够模拟牙本质基质蛋白-1的功能，能够诱导胶原纤维仿生矿化。而我们前期实验发现，它能够诱导良好的胶原纤维外矿化形成，而对于关键的胶原纤维内矿化形成不良，表现为所形成的矿化不均一，胶原纤维表现为节段性膨大或部分区域无矿化形成。其主要原因在于羧基化的聚酰胺-胺与胶原纤维亲和力强，快速进入其内部结合位点结合，而矿化前驱体无定形磷酸钙因缺乏稳定物质而导致其尺寸稳定性差，尺寸增大甚至在纤维外结晶，从而不能进入胶原纤维内形成内矿化。

发明内容

本发明提供了一种诱导胶原纤维仿生内矿化的纳米复合体及其制备方法，利用羧基化的聚酰胺-胺与小尺寸的的纳米无定形磷酸钙结合，结合双方矿化优势，制备羧基化的聚酰胺-胺/无定形磷酸钙纳米复合体，并通过实验验证，这种纳米复合体能够诱导人牙本质I-型胶原纤维内矿化。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种诱导胶原纤维仿生内矿化的纳米复合体，由以下重量份的组分组成：8～12份羧基化的聚酰胺-胺、15～20份结合水、70～75份无定型磷酸钙。

优选的，由以下重量份的组分组成：10.09份羧基化的聚酰胺-胺、17.16份结合水、72.25份无定型磷酸钙。

以上所述的诱导胶原纤维仿生内矿化的纳米复合体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将可溶性钙盐和羧基化的聚酰胺-胺依次溶于水中，搅拌至完全溶解，制备得含羧基化的聚酰胺-胺的钙溶液，并用无机碱调节pH至9.9～10.1，作为制备复合体的钙液；

(2)将可溶性磷酸盐溶于水中，制备得磷酸盐溶液，并用无机碱调节pH至9.9～10.1，作为制备复合体的磷液；

(3)将钙液和磷液混合，钙离子和磷酸根离子的摩尔比为2～1:1，搅拌反应，反应后固液分离、洗涤、真空干燥，即得所述诱导胶原纤维仿生内矿化的纳米复合体材料。

优选的，所述可溶性钙盐为氯化钙，氯化钙与羧基化的聚酰胺-胺预先混合，即先使用羧基化的聚酰胺-胺来制备稳态的钙溶液用于后续的制备反应。

优选的，所述可溶性磷酸盐为磷酸氢二钠，即选择反应较为缓和的钠盐便于控制反应速率。

优选的，所述步骤(1)中，羧基化的聚酰胺-胺与钙离子的摩尔比为13～20:1。更优选的，羧基化的聚酰胺-胺与钙离子的摩尔比为16:1。

优选的，所述步骤(3)中，钙液和磷液的体积比为1:1，钙离子和磷酸根离子的摩尔比为5:3。