[发明专利]壳聚糖/羟基磷灰石三维多孔支架材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种多孔支架材料的制备方法。

背景技术

细胞外基质(Extra Cellular Matrix，ECM)在组织再生中起着重要的作用，它不仅具有连接、支持、保水、抗压及保护等物理学作用，对细胞的基本生命活动也发挥全方位的生物学作用，它影响细胞的存活、生长与死亡，决定细胞的形状，控制细胞的分化，参与细胞的迁移等等，因此制备支架的主要目标就是在暂时的三维空间中模拟自然ECM的功能，使支架能够引导每一个细胞反应，包括细胞黏附、移动、分裂到表型选择等。

组织工程支架材料的选择和制备是组织工程技术是否运用成功的关键。除了考虑材料的化学性质外，材料的物理性质如：孔隙率、机械强度、孔之间的连通性以及用于细胞粘附的表面积等也起着重要的作用。组织工程用支架需要较高的孔隙率，且孔径和支架的结构在组织的培养中也起着关键的作用。

致孔剂是形成孔径大小、材料内部结构的决定因素，致孔剂相互粘结，是保证三维支架孔隙相互连通的基础，也是实现高孔隙率的主要途径。Murphy等利用NaCl的吸潮性，预先将作为致孔剂的NaCl粘结、干燥成型，再通过溶液浇注-颗粒沥析技术，制备出孔隙间相互连通、其孔隙间通道的尺寸由粘结条件控制的多孔三维细胞支架，但NaCl吸潮的过程中其粒径、形态会发生改变，致使所形成的多孔支架孔隙大小不一，形状不规则。Ma等人利用石蜡软化融结性质，将石蜡微球粘结成型，浇注聚乳酸的吡啶溶液后，用环(正)己烷浸取石蜡，获得孔隙形态为球形，孔隙间相互连通、且通道尺寸可控的三维支架。但是，石蜡软化融结的过程中会破坏石蜡微球的球形结构，致使所形成的支架材料孔隙不规则，需要使用吡啶为溶剂且难以保证石蜡完全从支架中去除。曹谊林等人将粘结剂与离心技术结合，探索和研究了控制大体积致孔剂粘结程度的新方法(称为离心粘结技术)，制备出了粘结程度可控、结构均匀的大体积致孔剂粘结块，并得到内部结构可控的大体积三维细胞支架。但是粘结剂的大量加入和残留可能会对支架的性能产生一定的影响。You N.X.以自制射流装置制备聚己内酯微球，弧形凹槽将微球密堆积，但其需在真空下操作，增加了实验的难度。Tetsuo A.利用挤压法对无定形NaCl和蔗糖进行密堆积排列，方法简单，容易操作，密堆积效果好，但是由于采用NaCl和蔗糖为致孔剂，为了实现致孔剂最大程度的密堆积，需要施加很大的挤压力，这就会导致部分粒径均一的致孔剂碎裂，沥滤后所形成的支架材料孔隙不规则，孔径不均一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述制备方法的缺点，提供一种操作简单，孔径均一、孔隙规则、孔隙率高的壳聚糖/羟基磷灰石三维多孔复合支架材料的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：

1、溶解壳聚糖和羟基磷灰石

以20g/L的乙酸水溶液为溶剂溶解壳聚糖、羟基磷灰石，壳聚糖与羟基磷灰石的质量比为1∶0.05～0.3，搅拌4～8小时，离心去气泡，得到壳聚糖与羟基磷灰石的混合液。

2、制备壳聚糖/羟基磷灰石三维多孔复合支架材料

以SiO₂微球为致孔剂，将SiO₂微球加入带针头的注射器中，用杵挤压、夯实SiO₂微球，SiO₂微球的加入量为注射器容积的0.125～0.25，加入步骤1得到的壳聚糖与羟基磷灰石的混合液，混合液的加入量为SiO₂微球体积的0.5～1，推动注射器的活塞柄，使混合液流过紧密排列的SiO₂微球，将注射器置于真空干燥箱中干燥，从注射器中取出粘结块，用刀切去粘结块上、下表面层，将切去上、下表面层的粘结块置于0.05g/mL的NaOH水溶液中煮沸2～4小时，用水冲洗至中性，在冰箱中-5～-50℃预冻12～24小时，冷冻干燥，制备成壳聚糖/羟基磷灰石三维多孔复合支架材料。

本发明的制备壳聚糖/羟基磷灰石三维多孔复合支架材料步骤2中，SiO₂微球的粒径为100～150μm。

上述的SiO₂微球(Spherical 140SL-II-PREP)由日本半井公司(NACALAI TESQUE，INC，KYOTO，TAPAN)生产，再经80目和100目标准筛筛分。

本发明的溶解壳聚糖和羟基磷灰石步骤1中，优选壳聚糖与羟基磷灰石的质量比为1∶0.1～0.2，最佳选择壳聚糖与羟基磷灰石按质量比为1∶0.2。