[发明专利]一种HA/胶原/壳聚糖互穿聚合物网络支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工骨修复材料技术领域，具体是指一种HA(纳米羟基磷灰 石)/胶原/壳聚糖互穿聚合物网络支架的制备方法。

技术背景

临床上每年由有大量的病人因外伤、肿瘤以及其他疾病所造成的硬组织 缺损，因此，硬组织修复材料是国内外临床需求最大的修复材料之一。近几 年，由于传统骨修复材料存在着一些问题，骨组织工程支架成为了研究的一 个热点，其原理是以支架材料为载体结合有成骨潜力的种子细胞、生长因子， 通过体内或体外继续培养，构建有生命活力的仿生骨。

胶原、壳聚糖及羟基磷灰石由于其良好的生物相容性等特点而广泛应用 于骨组织工程支架材料。基于天然骨的主要成分是胶原和羟基磷灰石，胶原/ 羟基磷灰石、壳聚糖/羟基磷灰石复合支架成为研究的两个热点。目前胶原/ 羟基磷灰石、壳聚糖/羟基磷灰石复合支架主要是通过羟基磷灰石粉体和胶原 或壳聚糖进行机械混合方式制备的。韩长菊，叶金凤，陈庆华，等.物理发泡 法制备羟基磷灰石/胶原蛋白多孔支架材料.佛山陶瓷，2006，11(119)： 8-10，该文以氢氧化钙悬浮液和磷酸为主要实验原料用共滴定的方法合成羟 基磷灰石，然后把羟基磷灰石粉与一定量的胶原蛋白溶液混合，经过物理发 泡、冷冻、微波干燥的过程，得到气孔率为79％～89％的羟基磷灰石/胶原 蛋白多孔支架材料。赵峰，尹玉姬，宋雪峰，等.壳聚糖-明胶网络/羟基磷灰 石复合材料支架的研究-制备及形貌.中国修复重建外科杂志，2001，15(5)： 276-279，该文将平均粒度为2.8μm的羟基磷灰石粉体加入一定量去离子水 后搅拌并超声波处理，在处理后的乳液状混合物中加入CS和Gel(50∶50 w/w)和适量乙酸后于40℃水浴中搅拌，待有机物全部溶解后加入一定量戊 二醛溶液后冷冻干燥得到支架，结果显示，通过控制组分配比和预冷冻温度 可制备不同密度和孔隙率的CS-Gel/HA多孔支架。上述方法虽然在一定程度 上得到了满足一定性能要求的复合支架，但是由于羟基磷灰石是以粉末形式 与胶原或壳聚糖基体复合的，因而实际上很难均匀分散并且和基体之间无法 形成有效键合。

此外，胶原和壳聚糖还存在着一些缺点，胶原的力学强度较差，降解速 度过快，而壳聚糖缺乏骨键合生物活性，脆性大，且降解慢、亲水性差。因 而，改进胶原和壳聚糖本身的一些缺点也是胶原和壳聚糖基体复合支架需要 解决的问题，而将胶原和壳聚糖共混物同时作为复合支架的基体或者将两者 形成新的结构，则有望在一定程度上改善单纯胶原或壳聚糖做基体时力学强 度的问题，同时获得合适的降解速度。近年来，互穿网络聚合物发展十分迅 速，有望很好地解决上述问题。互穿网络聚合物是用化学方法将两种以上的 聚合物互相贯穿成交织网络状的一类新型复相聚合物材料，是聚合物共混改 性技术发展的新领域，为制造特殊性能的材料开拓了崭新的途径。然而，目 前互穿网络技术用于HA/胶原/壳聚糖互穿聚合物网络骨组织工程支架的制备 没有先例，如果能成功应用该技术，将实现在HA/胶原/壳聚糖互穿聚合物网 络骨组织工程支架中羟基磷灰石均匀分散，并在此基体中呈现羟基磷灰石颗 粒的定向排列以及与基体形成有效键合，则可望在解决现有胶原/羟基磷灰石 及壳聚糖/羟基磷灰石复合支架现有问题的基础上实现支架材料的稳定性、力 学性能的改善，也有望从结构和功能上实现纳米羟基磷灰石与基体的有效复 合。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，通过研发一种结晶程度可 控、分散性好，能与高分子材料具有稳定键合的颗粒定向排列的纳米羟基磷 灰石溶胶，将溶胶均匀分散于胶原/壳聚糖的互穿聚合物网络基体中并与基体 形成有效键合，从而提供一种HA/胶原/壳聚糖互穿聚合物网络支架的制备方 法。

实现本发明目的是通过如下措施来实现的。

一种HA(纳米羟基磷灰石)/胶原/壳聚糖互穿聚合物网络支架的制备方法 包括以下步骤及其工艺条件：

步骤一：HA溶胶的制备

(1)以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)同时为模板剂、分散剂和改性剂；

(2)配制0.01～3mol/L的钙盐和0.006～1.8mol/L的磷酸盐溶液或配 制0.01～3mol/L的钙盐溶液和0.006～1.8mol/L的磷酸；