[发明专利]原位复合制备壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料的方法

说明书

                      技术领域

本发明涉及原位复合制备壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料的方法。

                      背景技术

壳聚糖(Chitosan，CS)是一种天然的生物可降解多糖，其降解产物为具有弱碱性的氨基葡萄糖，对人体及组织无毒、无害。它除了具有优异的生物相容性外，还具有天然的药物活性、抗肿瘤活性、消炎作用，对受损生物体能诱生特殊细胞，加快创伤愈合。

羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)的化学结构式为(Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆)，是人体自然骨的主要成分(含60～70％)，具有极好的生物活性和骨组织生长的引导性。已经证明HA种植体能诱导周围骨组织的生长，并与宿主骨形成牢固的化学结合。

把羟基磷灰石加入到壳聚糖基质中可以提高壳聚糖/羟基磷灰石复合材料的骨结合能力，促进骨缺损的修复；目前，制备壳聚糖/羟基磷灰石复合材料的方法主要有直接共混、冷冻干燥和凝固液中凝固。一般都是采用以羟基磷灰石为基体，约占60％～90％(重量)，而壳聚糖在该体系中主要是用作赋型剂、粘合剂。在羟基磷灰石颗粒中加入壳聚糖溶液，将羟基磷灰石颗粒调制成糊状物或膏状物，这样羟基磷灰石就可以被任意塑型。但最终材料仍表现出生物陶瓷性能，即脆性大，弯曲强度低。而且以羟基磷灰石为基体的复合材料降解很慢，与骨折愈合的过程不匹配。这种方法制备的复合材料由于羟基磷灰石分散不均匀，羟基磷灰石与壳聚糖二者界面结合力弱，导致材料在外观上不透明，呈现白色；在力学性能方面下降。因此如何保证羟基磷灰石在壳聚糖基质中均匀分散和保证羟基磷灰石颗粒比较小的分散在壳聚糖的基质中是目前制备这类材料的重点和难点问题。

                      发明内容

本发明的目的是提供原位复合制备壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料的方法，该方法能保证羟基磷灰石均匀分散在壳聚糖基质中。

本发明方法包括以下步骤：

1)按羟基磷灰石Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆化学式中钙离子与磷离子的量分别选取适当的钙盐和磷酸盐配制浓度为0.5Kg/L～4.0Kg/L的钙离子溶液和浓度为0.35Kg/L～2.0Kg/L的磷离子溶液；

2)各取50ml～400ml的钙离子溶液和磷离子溶液在容器中混合均匀，加入一定量的乙酸，配制成乙酸浓度(按体积)为1～8％的溶液；

3)将壳聚糖溶解在步骤2)所得溶液中，配制成壳聚糖含量(按重量)为2.5％～6％的壳聚糖溶液；

4)取少量壳聚糖溶液注入模具中先形成一层内膜，然后将壳聚糖溶液注入模具中，再将其放入浓度(按重量)为3～10％NaOH凝固液中并取下模具，2～5小时后将壳聚糖溶液凝胶棒放入蒸馏水中漂洗至中性，放入50～80℃烘箱内烘干。

本发明中，所说的钙盐可以是氯化钙、碳酸钙、硝酸钙，磷酸盐可以是磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾。

本发明提供了一种在常温、常压下(既在温和条件下)制备壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料新方法。该方法可以保证羟基磷灰石颗粒以纳米尺寸(20～100nm)均匀分散在壳聚糖基体中，用本发明方法制得的材料透明微黄，力学性能明显提高，可以保持在骨修复过程中羟基磷灰石中钙离子与磷离子持续、平稳、缓慢地从壳聚糖基质中释放出来，避免了爆释现象。

                         具体实施方式

以下结合具体实例进一步说明本发明。

本发明的原位复合制备壳聚糖/羟基磷灰石纳米复合材料的方法包括以下步骤：

1)按羟基磷灰石Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆化学式中钙离子与磷离子的量分别选取适当的钙盐和磷酸盐配制浓度为1.6Kg/L的钙离子溶液和浓度为0.8Kg/L的磷离子溶液；

2)各取200ml的钙离子溶液和磷离子溶液在容器中混合均匀，加入一定量的乙酸，配制成乙酸浓度(按体积)为2％的溶液；

3)将壳聚糖溶解在步骤2)所得溶液中，配制成壳聚糖含量(按重量)为4％的壳聚糖溶液；