[发明专利]一种纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法和应用，属于先进生物材料领域。本发明设计了一种动态席夫碱反应，将羧甲基壳聚糖、氧化葡聚糖和纳米羟基磷灰石相结合，制备了兼顾三者优势的多功能水凝胶。该复合水凝胶具有优异的生物相容性、可注射性、自我修复性、粘性和抗菌性能，可以调节细胞微环境，局部止血，进而修复受损的牙周组织，在治疗牙周炎方面、制备止血材料方面显示出巨大潜力。

技术领域

本发明属于先进生物材料领域，具体涉及一种纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

羟基磷灰石具有良好的生物相容性和骨传导性，是人类和动物骨骼和牙齿的主要无机成分。它可以在短时间内与人体软组织和硬组织紧密结合，并释放无害离子，能够参与人体的新陈代谢，刺激或诱发骨质增生，促进缺损组织的修复，已被广泛用于人体骨组织的修复。然而，作为一种烧结材料，羟基磷灰石的脆性和抗疲劳性差，严重阻碍了其临床应用。选择合适的有机基质材料与羟基磷灰石紧密结合，制备具有良好生物活性、机械性能和降解性能的复合仿生材料逐渐成为当前研究的重点。

然而，传统的仿生骨修复材料制备过程中，因有机基质材料的性能存在缺陷，选择合适的有机基质材料是非常困难的。如高密度聚乙烯不具备生物降解性；胶原纤维力学性能差，降解速度快，机械强度低；淀粉基复合材料的复合过程比较困难；聚乳酸(PLA)在人体内迅速降解，导致机械性能迅速丧失。同时，许多有机基质材料可能在植入部位出现无菌性炎症反应和溶骨性变化。因此，发现一种合适的有机基质材料与羟基磷灰石结合很有必要。

水凝胶类材料含水量高，具有良好的生物相容性和适当的物理特性，能够为细胞粘附、增殖和分化提供最佳的生物环境。天然多糖类水凝胶，具有良好的生物相容性、生物降解性、生物安全性、抗菌活性、抗炎活性等特性，被广泛用作骨组织再生支架的基质材料。然而这类水凝胶往往在成骨、血管生成和机械性能表现出明显不足，严重限制了它们在临床上的实际应用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其制备方法和应用。本发明设计一种动态席夫碱反应，将羧甲基壳聚糖、氧化葡聚糖和纳米羟基磷灰石相结合，制备了兼顾三者优势的多功能水凝胶。该复合水凝胶具有优异的生物相容性、可注射性、自我修复性、粘性和抗菌性能，可以调节细胞微环境，局部止血，进而修复受损的牙周组织，在治疗牙周炎等方面显示出巨大潜力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种纳米羟基磷灰石复合水凝胶，由多糖和纳米粒子在水性介质中交联而成；

所述纳米粒子包括纳米羟基磷灰石或包含纳米羟基磷灰石的粒子；

所述多糖包括葡聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖、透明质酸和羟乙基壳聚糖中的两种。

另一方面，上述的纳米羟基磷灰石复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将一种多糖溶解在水性介质中，得到溶液A；

将纳米粒子加到溶液A中，得到溶液B；

将另一种多糖溶于水性介质中，得到溶液C；

将溶液B与溶液C混合，得到纳米羟基磷灰石复合水凝胶。

第三方面，上述的纳米羟基磷灰石复合水凝胶是在制备抗炎药物、止血材料中的应用，优选的，所述药物包括用于治疗牙周炎、牙龈炎、口腔溃疡。

本发明的有益效果为：

本发明设计一种动态席夫碱反应，将羧甲基壳聚糖、氧化葡聚糖和纳米羟基磷灰石相结合，制备了兼顾三者优势的多功能水凝胶。该复合水凝胶具有优异的生物相容性、可注射性、自我修复性、粘性和抗菌性能，可以调节细胞微环境，局部止血，进而修复受损的牙周组织，在治疗牙周炎等方面显示出巨大潜力。