[发明专利]一种活性元素掺杂的矿化胶原纳米颗粒及其制备方法

权利要求书

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

所述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，

和/或，所述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颗粒的粒度为4μm至10μm以下；

所述的活性元素掺杂的矿化胶原纳米颗粒的制备方法，其中，所述制备方法包括如下步骤：

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

所述酸溶液选自盐酸溶液和醋酸溶液中的任意一种或两种；

（2）配置钙盐溶液，将所述钙盐溶液与所述胶原模板溶液混合，得到混合液1；

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）将步骤（2）得到的混合液1与磷酸溶液混合，得到混合液2；

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，再与混合液1混合；

（4）调节混合液2的pH值至10以上，并对混合液2进行搅拌，使得所述混合液2中出现沉淀物；

（5）将步骤（4）得到的含有沉淀的混合液2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，即得所述活性元素掺杂的矿化胶原纳米颗粒；

步骤（1）中所述酸溶液的浓度为0.05mol/L至1mol/L；

步骤（1）中所述I型胶原海绵的质量与酸溶液的体积比为0.1g/L至10g/L；

步骤（1）中所述混合的时间为12h至36h；所述混合的混合温度为25℃至30℃

步骤（2）中，当不含有活性元素阳离子时，所述钙盐溶液的钙离子浓度为0.05mol/L至1mol/L；

当含有活性元素阳离子时，所述钙离子与活性元素阳离子之和的浓度为0.05mol/L至1mol/L；

所述钙离子与所述活性元素阳离子的摩尔比为(5至20):1；

混合时使用的所述钙盐溶液与所述胶原模板溶液的体积比为(1:5)至(1:20)；步骤（2）中所述混合的混合时间为1h至8h；

步骤（3）中所述磷酸溶液的磷酸根浓度为0.05mol/L至1mol/L；当含有活性元素阴离子时，所述磷酸根离子与活性元素阴离子之和的浓度为0.05mol/L至1mol/L；

所述磷酸根离子与所述活性元素阴离子的摩尔比为(5至20):1；

步骤（4）中所述调节混合液2的pH值使用的是碱性溶液，所述碱性溶液包括氨水溶液、氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的任意一种或更多种；

所述碱性溶液的浓度为0.05至1mol/L；

所述碱性溶液滴加进混合液2中，所述滴加的速度为5ml/10min至50ml/10min；

步骤（5）中所述高速离心的速度为5000转/min至20000转/min；

步骤（6）中去除沉淀物的水分为低温冻干，包括：将所述沉淀物在-40℃至-20℃的环境下维持12h至72h；之后在冷冻干燥去除其中残留的水分。

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒，其中，所述磷酸溶液与所述混合液1的体积比为1:8至1:33。

3.根据权利要求1所述的纳米颗粒，其中，所述混合的混合时间为1h至8h。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的纳米颗粒，其中，所述冷冻干燥的温度为-60℃至-50℃，真空度为10a至30Pa，冷冻干燥时间为24h至72h。