[发明专利]一种活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维，其中，所述矿化胶原纳米纤维由胶原纤维和针状羟基磷灰石晶体组成；

所述针状羟基磷灰石晶体晶格中的钙元素被含有所述活性元素的阳离子取代，

或，所述针状羟基磷灰石晶体晶格中的磷酸根被含有所述活性元素的阴离子取代，

或，所述针状羟基磷灰石晶体晶格中的钙元素被含有所述活性元素的阳离子取代，所述针状羟基磷灰石晶体晶格中的磷酸根被含有所述活性元素的阴离子取代；

所述活性元素包括硅、硒、镁、锌、锶、银、铁和铜中的任意一种或更多种；

钙元素与含有所述活性元素阳离子的化学计量数，与所述磷酸根和含有所述活性元素阴离子之和的化学计量数的比为(1.45:1)至(1.80:1)；

含有所述活性元素阳离子与钙离子的摩尔比(5至8):(92至95)；含有所述活性元素阴离子与所述磷酸根的摩尔比(5至7):(93至95)；

所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维的平均长度为250nm至300nm；

所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维的平均直径为5nm至7nm；

所述的活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维的制备方法，由如下步骤组成：

（1）将I型胶原海绵与磷酸溶液混合，使得所述I型胶原海绵完全溶解，得到胶原模板溶液备用；

当所述活性元素以阴离子的形式掺入时，先将含有所述阴离子的盐与所述磷酸溶液混合至完全溶解，再与所述I型胶原海绵混合；

（2）配制钙盐溶液；

当所述活性元素以阳离子的形式掺入时，先将含有所述阳离子的盐与所述钙盐溶液混合直至完全溶解，再与所述胶原模板溶液混合；

（3）配置缓冲溶液；

（4）将所述胶原模板溶液与所述钙盐溶液滴定在缓冲溶液中，滴定完成后得到混合液；滴定过程中，所述混合液的pH值维持在8至10之间；

（5）将步骤（4）所述混合液进行高速离心，离心得到的上清液替换为同等体积的超纯水，直至测量上清液的pH为7至8，停止高速离心；

（6）去除步骤（5）得到的沉淀物的水分，即得活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维；

步骤（1）所述磷酸溶液的浓度0.5mol/L至2mol/L，I型胶原海绵的质量与磷酸溶液的体积比为0.1g/L至10g/L；

步骤（1）所述混合的混合时间为4h至12h；

所述混合的混合温度为35℃至38℃；

步骤（3）所述缓冲溶液选自Tris-HCl和磷酸盐缓冲溶液中的任意一种或更多种；

步骤（4）所述滴定的流速为400ml/h至500ml/h；

步骤（4）所述滴定完成后，搅拌12h至36h；

所述滴定完毕后，反应温度控制在30℃至37℃；

步骤（5）所述高速离心的速度在3000转/min至17000转/min；

步骤（6）去除水分为低温冻干，包括：将所述沉淀物在4℃至8℃干燥，之后采用冷冻干燥去除残留水分。

2.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维，其中，步骤（2）中所述钙盐溶液中还包括氢氧根，钙离子和所述活性元素阳离子之和与所述氢氧根的摩尔比为2:1。

3.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维，其中，步骤（2）中所述钙盐溶液的体积和胶原模板溶液的体积相同。

4. 根据权利要求1所述的活性元素掺杂的矿化胶原纳米纤维，其中，所述冷冻干燥的冷井温度在2℃至4℃之间，真空度为10Pa至30 Pa，冷冻干燥持续时间为24h至72h。